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FísicaFísica354 visualizaciones·Actualizado May 18, 2026·5 páginas

Cinemática: Conceptos y Aplicaciones Básicas

A
Amanda Gahete LeBlanc@amandaagl

La cinemática y la dinámica son las bases fundamentales de... Mostrar más

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# CINEMÁTICA:

POSICIÓN Y TRAYECTORIA:

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R(t) = x(t)\overrightarrow{i}+y(t)\overrightarrow{j}+z(t)\overrightarrow{k}$
$
Vector director o v

Fundamentos de la Cinemática

¿Sabías que cada movimiento que haces se puede describir matemáticamente? La posición de cualquier objeto se representa con el vector R(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k\vec{R}(t) = x(t)\vec{i} + y(t)\vec{j} + z(t)\vec{k}, que básicamente te dice dónde está algo en cada momento.

Hay una diferencia importante que debes recordar: el desplazamiento $\Delta \vec{r}$ es vectorial y mide el cambio de posición, mientras que el espacio recorrido $\Delta s$ es escalar y siempre positivo. Son conceptos diferentes aunque a veces coincidan.

La velocidad tiene dos versiones: la media $\vec{V_m} = \frac{\vec{\Delta r}}{\Delta t}$ y la instantánea $\vec{V} = \frac{d\vec{r}(t)}{dt}$. La instantánea es la derivada de la posición, así que prepárate para usar derivadas.

💡 Truco: La aceleración tangencial cambia la rapidez, la normal cambia la dirección del movimiento.

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POSICIÓN Y TRAYECTORIA:

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R(t) = x(t)\overrightarrow{i}+y(t)\overrightarrow{j}+z(t)\overrightarrow{k}$
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Vector director o v

Movimientos Rectilíneos y Circulares

Los movimientos rectilíneos son más sencillos de lo que parecen. En el MRU usas Xf=Xo+vtX_f = X_o + v \cdot t, y en el MRUA añades 12at2\frac{1}{2} a \cdot t^2. La caída libre es solo un MRUA con a=g=9,8m/s2a = -g = -9,8 m/s^2.

Para los movimientos circulares, necesitas convertir grados a radianes: 90° = π2\frac{\pi}{2}, 180° = π\pi, 360° = $2\pi$. El período (T) es el tiempo de una vuelta completa, y la frecuencia (f) es cuántas vueltas por segundo.

Las fórmulas son parecidas a las lineales: MCU usa θf=θo+ωt\theta_f = \theta_o + \omega t, y MCUA añade 12αt2\frac{1}{2} \alpha \cdot t^2. La velocidad angular ω\omega se relaciona con la lineal: V=ωRV = \omega \cdot R.

💡 Consejo: Memoriza que f=1Tf = \frac{1}{T} y T=2πωT = \frac{2\pi}{\omega}. Te salvarán en los exámenes.

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POSICIÓN Y TRAYECTORIA:

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R(t) = x(t)\overrightarrow{i}+y(t)\overrightarrow{j}+z(t)\overrightarrow{k}$
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Fuerzas Centrales y Gravitación

Las leyes de Kepler explican cómo se mueven los planetas: órbitas elípticas, áreas proporcionales al tiempo, y T2=kR3T^2 = kR^3. Son la base para entender la gravitación universal.

La ley de Newton de gravitación dice que Fg=GMmr2r^\vec{F_g} = -G \frac{M \cdot m}{r^2} \hat{r}, donde G=6,67×1011Nm2/kg2G = 6,67 \times 10^{-11} N \cdot m^2/kg^2. Esta fuerza siempre es atractiva y actúa a distancia.

El momento angular $\vec{L} = \vec{r} \times m\vec{v}$ y el momento de fuerza $\vec{H} = \vec{r} \times \vec{F}$ están relacionados por dLdt=M\frac{d\vec{L}}{dt} = \vec{M}. Esto significa que si no hay momento externo, el momento angular se conserva.

💡 Dato clave: La gravedad en la superficie terrestre es g=GMR2=9,8m/s2g = G \frac{M}{R^2} = 9,8 m/s^2.

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POSICIÓN Y TRAYECTORIA:

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R(t) = x(t)\overrightarrow{i}+y(t)\overrightarrow{j}+z(t)\overrightarrow{k}$
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Vector director o v

Campo Gravitatorio y Movimiento Armónico Simple

La velocidad orbital se calcula igualando la fuerza gravitatoria con la centrípeta: Vorbital=GMRV_{orbital} = \sqrt{\frac{G \cdot M}{R}}. Es la velocidad mínima para que un satélite orbite sin caer.

En los resortes, la ley de Hooke dice que F=KxF = -K \cdot x. El signo negativo indica que la fuerza restauradora va hacia la posición de equilibrio. El período es T=2πmKT = 2\pi\sqrt{\frac{m}{K}}.

El péndulo simple es otro MAS donde T=2πlgT = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}. Fíjate que el período no depende de la masa del péndulo, solo de la longitud y la gravedad.

💡 Importante: En el MAS, a=ω2xa = -\omega^2 x. La aceleración es proporcional al desplazamiento pero en sentido contrario.

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POSICIÓN Y TRAYECTORIA:

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R(t) = x(t)\overrightarrow{i}+y(t)\overrightarrow{j}+z(t)\overrightarrow{k}$
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Movimiento Parabólico

El tiro horizontal combina MRU en x con MRUA en y. Mientras que en horizontal la velocidad es constante $x = x_o + v_x t$, en vertical actúa la gravedad $y = y_o + v_{oy}t - \frac{1}{2}gt^2$.

En el tiro parabólico, descompones la velocidad inicial: Vox=VocosαV_{ox} = V_o \cos\alpha y Voy=VosinαV_{oy} = V_o \sin\alpha. Después aplicas las mismas ecuaciones que en el tiro horizontal.

La clave está en entender que los movimientos en x e y son independientes. Resuelves cada eje por separado y luego combinas los resultados para obtener la trayectoria completa.

💡 Truco para exámenes: El tiempo de vuelo se calcula cuando y=0y = 0, y el alcance máximo se da con α=45°\alpha = 45°.

Pensamos que nunca lo preguntarías...

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4.6/5App Store
4.7/5Google Play

La app es muy fácil de usar y está muy bien diseñada. Hasta ahora he encontrado todo lo que estaba buscando y he podido aprender mucho de las presentaciones. Definitivamente utilizaré la aplicación para un examen de clase. Y, por supuesto, también me sirve mucho de inspiración.

Pablousuario de iOS

Esta app es realmente genial. Hay tantos apuntes de clase y ayuda [...]. Tengo problemas con matemáticas, por ejemplo, y la aplicación tiene muchas opciones de ayuda. Gracias a Knowunity, he mejorado en mates. Se la recomiendo a todo el mundo.

Elenausuaria de Android

Vaya, estoy realmente sorprendida. Acabo de probar la app porque la he visto anunciada muchas veces y me he quedado absolutamente alucinada. Esta app es LA AYUDA que quieres para el insti y, sobre todo, ofrece muchísimas cosas, como ejercicios y hojas informativas, que a mí personalmente me han sido MUY útiles.

Anausuaria de iOS
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Cinemática: Conceptos y Aplicaciones Básicas

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Amanda Gahete LeBlanc@amandaagl

La cinemática y la dinámica son las bases fundamentales de la física del movimiento que necesitas dominar. Aquí tienes todos los conceptos clave desde vectores de posición hasta movimientos complejos como el parabólico y el armónico simple.

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Fundamentos de la Cinemática

¿Sabías que cada movimiento que haces se puede describir matemáticamente? La posición de cualquier objeto se representa con el vector R(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k\vec{R}(t) = x(t)\vec{i} + y(t)\vec{j} + z(t)\vec{k}, que básicamente te dice dónde está algo en cada momento.

Hay una diferencia importante que debes recordar: el desplazamiento $\Delta \vec{r}$ es vectorial y mide el cambio de posición, mientras que el espacio recorrido $\Delta s$ es escalar y siempre positivo. Son conceptos diferentes aunque a veces coincidan.

La velocidad tiene dos versiones: la media $\vec{V_m} = \frac{\vec{\Delta r}}{\Delta t}$ y la instantánea $\vec{V} = \frac{d\vec{r}(t)}{dt}$. La instantánea es la derivada de la posición, así que prepárate para usar derivadas.

💡 Truco: La aceleración tangencial cambia la rapidez, la normal cambia la dirección del movimiento.

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Movimientos Rectilíneos y Circulares

Los movimientos rectilíneos son más sencillos de lo que parecen. En el MRU usas Xf=Xo+vtX_f = X_o + v \cdot t, y en el MRUA añades 12at2\frac{1}{2} a \cdot t^2. La caída libre es solo un MRUA con a=g=9,8m/s2a = -g = -9,8 m/s^2.

Para los movimientos circulares, necesitas convertir grados a radianes: 90° = π2\frac{\pi}{2}, 180° = π\pi, 360° = $2\pi$. El período (T) es el tiempo de una vuelta completa, y la frecuencia (f) es cuántas vueltas por segundo.

Las fórmulas son parecidas a las lineales: MCU usa θf=θo+ωt\theta_f = \theta_o + \omega t, y MCUA añade 12αt2\frac{1}{2} \alpha \cdot t^2. La velocidad angular ω\omega se relaciona con la lineal: V=ωRV = \omega \cdot R.

💡 Consejo: Memoriza que f=1Tf = \frac{1}{T} y T=2πωT = \frac{2\pi}{\omega}. Te salvarán en los exámenes.

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Fuerzas Centrales y Gravitación

Las leyes de Kepler explican cómo se mueven los planetas: órbitas elípticas, áreas proporcionales al tiempo, y T2=kR3T^2 = kR^3. Son la base para entender la gravitación universal.

La ley de Newton de gravitación dice que Fg=GMmr2r^\vec{F_g} = -G \frac{M \cdot m}{r^2} \hat{r}, donde G=6,67×1011Nm2/kg2G = 6,67 \times 10^{-11} N \cdot m^2/kg^2. Esta fuerza siempre es atractiva y actúa a distancia.

El momento angular $\vec{L} = \vec{r} \times m\vec{v}$ y el momento de fuerza $\vec{H} = \vec{r} \times \vec{F}$ están relacionados por dLdt=M\frac{d\vec{L}}{dt} = \vec{M}. Esto significa que si no hay momento externo, el momento angular se conserva.

💡 Dato clave: La gravedad en la superficie terrestre es g=GMR2=9,8m/s2g = G \frac{M}{R^2} = 9,8 m/s^2.

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Campo Gravitatorio y Movimiento Armónico Simple

La velocidad orbital se calcula igualando la fuerza gravitatoria con la centrípeta: Vorbital=GMRV_{orbital} = \sqrt{\frac{G \cdot M}{R}}. Es la velocidad mínima para que un satélite orbite sin caer.

En los resortes, la ley de Hooke dice que F=KxF = -K \cdot x. El signo negativo indica que la fuerza restauradora va hacia la posición de equilibrio. El período es T=2πmKT = 2\pi\sqrt{\frac{m}{K}}.

El péndulo simple es otro MAS donde T=2πlgT = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}. Fíjate que el período no depende de la masa del péndulo, solo de la longitud y la gravedad.

💡 Importante: En el MAS, a=ω2xa = -\omega^2 x. La aceleración es proporcional al desplazamiento pero en sentido contrario.

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Movimiento Parabólico

El tiro horizontal combina MRU en x con MRUA en y. Mientras que en horizontal la velocidad es constante $x = x_o + v_x t$, en vertical actúa la gravedad $y = y_o + v_{oy}t - \frac{1}{2}gt^2$.

En el tiro parabólico, descompones la velocidad inicial: Vox=VocosαV_{ox} = V_o \cos\alpha y Voy=VosinαV_{oy} = V_o \sin\alpha. Después aplicas las mismas ecuaciones que en el tiro horizontal.

La clave está en entender que los movimientos en x e y son independientes. Resuelves cada eje por separado y luego combinas los resultados para obtener la trayectoria completa.

💡 Truco para exámenes: El tiempo de vuelo se calcula cuando y=0y = 0, y el alcance máximo se da con α=45°\alpha = 45°.

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¿Qué es Knowunity AI companion?

Nuestro compañero de IA está específicamente adaptado a las necesidades de los estudiantes. Basándonos en los millones de contenidos que tenemos en la plataforma, podemos dar a los estudiantes respuestas realmente significativas y relevantes. Pero no se trata solo de respuestas, el compañero también guía a los estudiantes a través de sus retos de aprendizaje diarios, con planes de aprendizaje personalizados, cuestionarios o contenidos en el chat y una personalización del 100% basada en las habilidades y el desarrollo de los estudiantes.

¿Dónde puedo descargar la app Knowunity?

Puedes descargar la app en Google Play Store y Apple App Store.

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4.6/5App Store
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La app es muy fácil de usar y está muy bien diseñada. Hasta ahora he encontrado todo lo que estaba buscando y he podido aprender mucho de las presentaciones. Definitivamente utilizaré la aplicación para un examen de clase. Y, por supuesto, también me sirve mucho de inspiración.

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