LacinemticaLa cinemtica es la ciencias que estudia los tipos de movimientos sin preguntarse las causas que producen tales movimientos. Se debe hacer notar, que en gran parte la fsica que se propone, segn los planes de estudio del Ministerio de Educacin, son trmino de fsica puntal. O sea un piedra que cae desde una altura es considerada como un punto, no interesa su dimensionesnisuforma.Todalamasaestconcentradaenunpunto.Observador: Tambin llamado sistemas de referencia o marco de referencia, se define en trminos de la mecnica clsica, como el lugar geomtrico del espacio, donde se ubica un planocartesiano,porlogeneral,elcualtieneunespaciotiempodeterminado.En general todo movimiento es relativo, y deber siempre estar referido a otro cuerpo. Por ejemplo nosotros estamos en reposo con respecto al pc, sin embargo, con respecto al sol nos estamosmoviendo.Para estudiar el movimiento siempre nuestro sistema de referencia estar en reposo o con velocidad constante, y usaremos un sistema de coordenadas cartesianas para cuantificar el movimiento del cuerpo. Los sistemas de referencia utilizados cotidianamente cumplen las siguientescaractersticas:

Son independientes del movimiento del cuerpo, en otras palabras el observador no alteraalcuerpoenmovimiento.

Eltiempo,esabsoluto(esigualparacualquierobservadordelfenmeno) Las ecuaciones que rigen el movimiento de un cuerpo se cumplen equivalentemente,

cualquieraseaelsistemaqueseobserve.

Posicin: Es una magnitud vectorial que se mide en unidades de longitud y corresponde al lugar geomtrico espacial que tiene el cuerpo en un instante dado. En la Fig.1 se observa el vector posicin inicial para el cuerpo como tambin la final. Cabe destacar que para distintos observadores la posicin del cuerpo es distinta para cada uno. Ejemplo: La posicin de un barco en el puerto de Valparaso puede ser distinta dependiendo del muelle desde la cual se mide. As para un observador ubicado en el muelle Prat, se ver que el barco hasta al norte, sin embargodesdeelmuelleBarn,severqueelcuerpoestalNoreste.

Movimiento: Un cuerpo se mueve cuando, la posicin de la partcula cambia con respecto a un observadorosistemadereferencia.Por ejemplo, se puede considerar que una bola que est rodando sobre una cubierta de un barco en movimiento, efecta un movimiento compuesto respecto de la costa este movimiento resulta de la composicin del rodamiento respecto de la cubierta, que constituye el referencial mvil, y del movimiento de la cubierta respecto de la costa.Trayectoria: Es la lnea que une todas las posiciones barrida por el cuerpo. Se puede clasificar en curvilneas y rectilneas. La trayectoriaenlaFig.1eslacurvaquevadesdeelpuntoAhastaelB.

Distancia: Corresponde a la longitud de la trayectoria. Tambin es conocida como camino recorrido. En la fig.1 est dado por la longitud de la curva que une los puntos A y B. Es una magnitudescalarysemideenunidadesdelongitud.Fig.1Desplazamiento: Es una magnitud vectorial y se mide en unidades de longitud. Corresponde a la resta vectorial de la posicin final de un cuerpo menos la posicin inicial. Se obtiene que mientrasmsjuntosestnelvectorposicininicialyfinal,msexactoser.

Como se puede observar en la figura anterior, mientras menos es el tiempo de variacin de la posicin, ms junto estn el vector posicin final y el inicial, ajustndose ms a las trayectoria seguida por el cuerpo. Por lo tanto en el lmite cuando el desplazamiento es infinitesimal se ajusta perfectamente a la trayectoria y la distancia que es la longitud de la trayectoria, puede aproximarsealmdulodelvectordesplazamiento

yelmdulodelvectordesplazamientoestdadopor:

el desplazamiento es resultado de una resta vectorial entre la posicin final y la inicial, y no simplemente una resta algebraica o aritmtica. Por lo tanto debe considerarse las reglas para

restar vectores tanto de manera geomtrica como algebraica sumando o restando cada componentesegncorresponda.El mdulo del vector desplazamiento se calcula a partir de las dos componentes resultantes del vectordesplazamiento,aplicandosimplementepitgoras.Cuando analizamos el movimiento en una dimensin, generalmente tendemos a confundir el desplazamiento, con la trayectoria y con la distancia o camino recorrido. En el siguiente esquemasemuestraladiferenciadecadauna.

enelesquematenemosque:

La posicin inicial de la bolita es xo=1i (m), el vector unitario i, nos indica que esta a la derechadelsistemadereferencia.

La posicin final de la bolita es xf=2 i (m), el vector unitario i, nos indica que est a la derechadelsistemadereferencia.

El desplazamiento es r= 1i (m), lo que quiere decir que el cuerpo se desplaz hacia la derecha1metro.

Si queremos calcular la distancia, debemos pensar en la longitud de la trayectoria, la cual para este caso es una lnea recta, por lo que coincide con el mdulo del vector desplazamientoyvaled=1m,ycomoesunescalarnoseindicaladireccin(+xox).

Velocidad

La velocidad en la teora del entrenamiento define la capacidad de movimiento de una extremidad o de parte del sistema de palancas del cuerpo, o de todo el cuerpo con la mayor velocidadposible.

Lavelocidadsemideenmetrosporsegundo.

la velocidad hacia delante del cuerpo al esprintar o en un punto del despegue al saltar y la velocidaddelosinstrumentosydelaspelotasalsoltarlosoalsergolpeados.

El tiempo empleado para desarrollar una cierta tarea puede considerarse tambin como una medidadelavelocidaddelatleta.

La velocidad es un factor determinante en los deportes explosivos (por ejemplo, sprints, saltos y la mayora de los deportes de campo), mientras que en las competiciones de resistencia su funcincomofactordeterminanteparecereducirseconelaumentodeladistancia.

La velocidad puede ser un factor determinante directamente, como por ejemplo en, la reaccin a la pistola en la salida, o indirectamente, como por ejemplo, en el desarrollo de la energa cinticaalsaltar.

En consecuencia, es importante tener presente que la velocidad aumenta pero que ello no lleva necesariamente a una mejora del rendimiento. El modelo de velocidad y aceleracin de los movimientos relacionados debe ser sincronizada de modo que cada parte del sistema de palancaspuedahacerunacontribucinptimadefuerza.

Tras esta amplia y clara definicin de velocidad, con ejemplos, nos vamos a en contra con variostiposdevelocidad,quedependendelaformadeusodestas.

Clasificacin:

Velocidad De Traslacin: Va a estar directamente relacionada con el tiempo, y va a estardeterminadaporlossiguientesfactores:

Amplituddelazancada

Lafrecuenciaovelocidaddelosmovimientossegmentarios.

La resistencia a la velocidad, o posibilidad de mantener la mxima velocidad durante el mayor tiempoposible

Delarelajacinycoordinacinneomuscular,evitandolosmovimientosinnecesarios.

Velocidad de movimiento: Es la capacidad de realizar un movimiento en el menor tiempo posible. Si el movimiento implica todo el cuerpo, se llama "velocidad de movimiento", y depender de la velocidad y la frecuencia, por ejemplo, de los pasos. Si el movimiento es un gesto, que solo implica una parte del cuerpo, se llama "velocidadgestualosegmentaria".

Velocidad de contraccin: Es la frecuencia de contracciones musculares determinada por los impulsos nerviosos. Por ejemplo, en una carrera de velocidad, tendrventajaelquemsveces,ymsrpido,contraigalosmsculos.

Velocidad De Reaccin: Va a ser el tiempo que una persona tarda en reaccionar a undeterminadoestmulo,yquepuededurarentre0,10y0,12segundos.

Velocidad Mental: Esta considerada como la rapidez de decisin mental para realizaronoalgo.

Velocidad lineal: Es lo que se tarda en recorrer un espacio en lnea recta. Por ejemplo, los jugadores de baloncesto, deben de tener mucha velocidad lineal para no tardarenllegaralcampodelequipocontrarioymetercanasta.

LaAceleracin

Es una magnitud vectorial que relaciona los cambios en la velocidad con el tiempo que tardan enproducirse.Unmvilestacelerandomientrassuvelocidadcambia.

Aceleracinconstante

La tabla anterior muestra datos de un movimiento de cada libre, donde observamos que la rapidez cambia en 10 m/s cada segundo, es decir que tiene una aceleracin de 10 m/s/s o 10 m/s.

Como el cambio de la velocidad en cada intervalo es siempre el mismo (10 m/s/s), se trata de unmovimientodeaceleracinconstanteouniformementeacelerado.

Otra conclusin que podemos sacar de los datos anteriores es que la distancia total recorrida es directamente proporcional al cuadrado del tiempo. Observa que al cabo de 2 s la distancia totalrecorridaescuatro(2)veceslarecorrida en el primer segundo a los 3 s la distancia recorrida es nueve (3) veces mayor que la del primer segundo y a los 4 s es 16 veces (4) esa distancia.

Los cuerpos que se mueven con aceleracin constante recorren distancias directamente proporcionalesalcuadradodeltiempo.

Aceleracinmedia

Laaceleracin(tangencial)mediadeunmvilsecalculautilizandolasiguienteecuacin:

Conellacalculamoselcambiomedioderapidezenelintervalodetiempodeseado.

Para conocer la aceleracin instantnea se puede utilizar la misma aproximacin que hicimos para el caso de la velocidad instantnea: tomar un intervalo muy pequeo y suponer que la aceleracinmediaenlequivalealaaceleracininstantnea.

Unidades

Como puedes deducir de la ecuacin anterior, la aceleracin se expresa en unidades de velocidaddivididaentreunidadesde tiempo.Porejemplo:

3(m/s)/s 1(km/h)/s 5(cm/s)/min

EnelSistemaInternacional,launidaddeaceleracines1(m/s)/s,esdecir1m/s.

Direccindelaaceleracin

Comolaaceleracinesunamagnitudvectorial,siempretendrasociadaunadireccin. Ladireccindelvectoraceleracindependededoscosas:

dequelarapidezestaumentandoodisminuyendo dequeelcuerposemuevaenladireccin+o.

Elacuerdoquehemostomadoes:

Si un mvil est disminuyendo su rapidez (est frenando), entonces su aceleracin va en el sentidocontrarioalmovimiento.

Siunmvilaumentasurapidez,laaceleracintieneelmismosentidoquelavelocidad.

Este acuerdo puede aplicarse para determinar cundo el signo de la aceleracin es positivo o negativo,derechaoizquierda,arribaoabajo,etc.

Veamosalgunosejemplos:

Enresumen:

Si la velocidad y la aceleracin van en el mismo sentido (ambas son positivas o ambas negativas)elmvilaumentasurapidez.

Si la velocidad y la aceleracin van en sentidos contrarios (tienen signos opuestos), el mvildisminuyesurapidez.

Vectordeposicin

El vector que une el origen de coordenadas O con un punto P se llama vector de posicin delpuntoP.

Coordenadasocomponentesdeunvectorenelplano

SilascoordenadasdeAyBson:

Las coordenadas o componentes del vector son las coordenadas del extremo menos las coordenadasdelorigen.

Ejemplo: Hallarlascomponentesdeunvectorcuyosextremosson:

Un vector tiene de componentes (5, 2). Hallar las coordenadas de A si se conoce el extremoB(12,3).

ElvectordesplazamientoPara estudiar el movimiento, tomamos un sistema de referencia, generalmente un sistema de ejes.La posicin inicial de un mvil queda determinada por un vector que va desde el origen de coordenadas hasta la posicin del mvil. De la misma manera la posicin final queda determinada por otro vector que va tambin desde el origen de coordenadas hasta la nueva posicindelmvil.El vector que une el extremo del vector posicin inicial con el extremo del vector posicin final, eselvectordesplazamiento.Dicho de otro modo: es el vector que tens que sumarle al vector posicin inicial para obtener elvectorposicinfinal.EjercicioSea un automvil que se desplaza desde el punto (1,1) hasta el (10,5) siguiendo la trayectoria delafigura.

Calcula el mdulo del vector desplazamiento y la distancia que separa los puntos inicial y final. Podras calcular el espacio recorrido con los datos de la grfica?Y si la trayectoria fuese una linearecta?SolucinEn primer lugar calculamos el mdulo del vector desplazamiento. Sabiendo que los puntos son Pi(1,1)yPf(10,5)nosqueda

xi=1,xf=10 yi=1,yf=5

r=(xfxi)2+(yfyi)2=(101)2+(51)2=(9)2+(4)2=8116=65La distancia que separa los puntos coincide con el mdulo del vector desplazamiento (65 m ).En cuanto al espacio recorrido coincide con la longitud de la curva de la trayectoria. En la grfica no hay elementos suficientes para el clculo de la longitud de dicha curva, adems de ser un proceso complejo, en general. Sin embargo, en el caso de que la trayectoria sea una lnea recta, el espacio recorrido coincide con el mdulo del vector desplazamiento y es por ello 65m.