Fundamentos de la Cinemática: Movimiento, Trayectoria y Sistemas de Coordenadas

Fundamentos de la Cinemática

Todo **movimiento es relativo** al punto de referencia que se considere. Entonces, para describir el movimiento de un cuerpo, es necesario previamente elegir alguna referencia. Se dice que un cuerpo se mueve con respecto a otro que se considera fijo, si cambia de posición al transcurrir el tiempo.

Conceptos Clave

**Trayectoria**: Curva formada por todas las posiciones tomadas sucesivamente. El movimiento de un cuerpo puntual puede describir diversos tipos de trayectorias (rectilíneas, parabólicas, circulares).

Para expresar la posición de un cuerpo, se utiliza un sistema de **coordenadas cartesianas**: los ejes de referencia son perpendiculares entre sí. Puede ser bidimensional (2D) con coordenadas genéricas (x; y) en el plano, o tridimensional (3D) con coordenadas genéricas (x; y; z) en el espacio. Al punto de intersección entre los ejes cartesianos se le llama origen de coordenadas y se lo indica como (0; 0) en el caso bidimensional y (0; 0; 0) tridimensional. Para cada eje de referencia se considera un semieje positivo y uno negativo en el eje contrario.

**Vector posición**: La posición es una magnitud vectorial. La posición de un punto en el espacio tridimensional queda descripta por el vector posición que comienza en el origen de coordenadas y termina en el punto mencionado: r:(x; y; z)

**Vector desplazamiento**: Desde la posición inicial hasta la final.

**El cuerpo puntual**: Los cuerpos son extensos, tienen dimensiones y volumen apreciables. Para indicar la posición de un cuerpo, es conveniente tomar un punto que lo represente: elegir su centro de masa (CM) en el punto alrededor del cual se distribuye toda la masa de dicho cuerpo.

Tipos de Movimiento

**Movimiento rectilíneo uniforme** (no hay aceleración): El vector velocidad es constante en todo el trayecto. Se realizan iguales desplazamientos en iguales intervalos de tiempo.

**Movimiento uniformemente variado** (aceleración constante): Se incluyen también los movimientos de ascenso y descenso verticales en campos gravitatorios uniformes, tipo vertical y caída libre respectivamente. SIEMPRE QUE HAYA VELOCIDAD, HAY ACELERACIÓN.

Velocidad y Rapidez

La velocidad nos dice con qué rapidez se movió el objeto y hacia dónde lo hizo, cuánto tiempo tardó el objeto en realizar cierto desplazamiento.

**Velocidad** y rapidez no significan lo mismo. La **rapidez** indica qué distancia recorrió un cuerpo durante cierto tiempo; la **velocidad** nos dice además hacia dónde se movió.

La **velocidad media** de un cuerpo se calcula dividiendo el desplazamiento total por el tiempo que tarda en recorrerlo. **Velocidad media: desplazamiento / tiempo**.

Y se mide en unidades de distancia dividiendo por unidades de tiempo.

El desplazamiento y la velocidad son magnitudes vectoriales porque se representan utilizando vectores.

Conversión de Unidades

Dependiendo de lo que queremos medir, elegimos las unidades que consideramos más convenientes. Pero cuando nos interesa comparar o hacer cálculos con magnitudes derivadas, es necesario expresarlas en la misma unidad. **Utilizamos** las definiciones de las unidades del Sistema Internacional y los prefijos.