Este documento introduce los conceptos básicos de la mecánica, dividiéndola en cinemática, que describe el movimiento, y dinámica, que estudia fuerzas y causas del movimiento. Explica conceptos como posición, velocidad, desplazamiento, distancia, aceleración y movimiento uniformemente acelerado. También describe la caída libre como un claro ejemplo de movimiento uniformemente acelerado, donde cualquier objeto cae con una aceleración constante de aproximadamente 9.81 m/s2 debido a la gravedad
1. Introducción al estudio de la mecánica El estudio del movimiento de objetos, y los conceptos de fuerza y energía, constituyen el campo llamado mecánica. En general, esta se divide en dos partes: cinemática, que es la descripción de cómo se mueven los objetos, y dinámica, que estudia la fuerza y las causas que provocan que los objetos se muevan. Fuerza: Capacidad para mover algo o a alguien que tenga peso o haga resistencia; así como para levantar un objeto o lanzarlo, etc. Capacidad para soportar un peso o resistir un empuje. Causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de deformarlo.
2. El movimiento de una partícula se conoce por completo si la posición de la partícula en el espacio se conoce en todo momento. La posición es el lugar de la partícula con respecto a un punto de referencia escogido que podemos considerar como el origen de un sistema de coordenadas. 1) x 2) 0 3) Coordenada x positiva 4) magnitud 0 x 1 x 2 t 1 t 2
3. Definimos el cambio en la posición de la partícula denotado por Δ x: De igual manera el cambio de tiempo o mas bien, el intervalo de tiempo Δ t como: Así entonces la velocidad media se define como:
4. El signo de la velocidad nos indica el sentido hacia donde se mueve la partícula. 0 - +
5. Desplazamiento: es el cambio de posición de un objeto Distancia total ≠ Desplazamiento 70 m 30 m 40 m Desplazamiento y x La distancia total recorrida son 100 m
6. Interpretación geométrica t i t f x i x f Δ t Δ x θ P i P f P i P f -> hipotenusa del ∆ de catetos Δ t y Δ x El cociente Δ x / Δ t = pendiente ≡ además
8. v x v xf v xi t i t f t Δ v x Δ t Aceleración media e instantánea
9. Aceleración media : En un movimiento arbitrario, la velocidad de una partícula cambia al transcurrir el tiempo. Por tanto se puede definir el cambio de la velocidad Δ v en el intervalo de tiempo Δ t. La aceleración instantánea es el límite del cociente Δ v/ Δ t cuando Δ t tiende a cero.
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11. Obtenemos cuatro ecuaciones cinemáticas para el movimiento: Son validas solamente cuando la aceleración es constante.
14. Por otro lado cualquier objeto que se mueva libremente bajo la influencia de la gravedad, sin importar si es hacia arriba , hacia abajo o aún una caída sin considerar una condición de reposo, se dice que son objetos en “caída libre” En este instante la velocidad es cero ya que se detiene un momento para caer.
15. Podemos usar las mismas ecuaciones que describen al movimiento: Son validas solamente cuando la aceleración corresponde a g .
