Caída Libre, Tiro Vertical y Dinámica

Esta sección aborda movimientos verticales específicos y introduce la dinámica, que estudia las fuerzas en movimiento.

La caída libre y el tiro vertical son movimientos verticales donde la aceleración es igual a la gravedad $g$. Las ecuaciones clave son:

• Velocidad: Vfinal = Vinicial + g · Δt
• Posición: y = Yinicial + Vinicial · t + ½ · g · Δt²

Highlight: En movimientos verticales, todo lo que va en contra del eje "Y" se considera negativo, incluyendo la gravedad.

Ejemplo: Una piedra arrojada desde un edificio que tarda 5,25 segundos en llegar al suelo indica que el edificio tiene una altura de 135 metros.

La dinámica estudia las fuerzas en movimiento. Se define la fuerza como aquello que tiende a modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo.

Definición: La masa es la cantidad de materia de un cuerpo.

Las Leyes de Newton son fundamentales en la dinámica:

1. Primera Ley o Principio de Inercia: Los cuerpos tienden a mantener su estado de reposo o MRU a menos que una fuerza externa lo modifique.
2. Segunda Ley o Principio de Masas: La fuerza aplicada a un cuerpo produce una aceleración en el mismo sentido, siendo F = m · a.
3. Tercera Ley o Principio de Acción y Reacción: Cuando dos cuerpos interactúan, las fuerzas que ejercen entre sí son iguales y de sentido contrario.

Vocabulario: El peso es una fuerza que relaciona la masa y la aceleración de la gravedad: P = m · g

Diagramas de Cuerpo Libre y Trabajo

Esta sección final aborda los diagramas de cuerpo libre y el concepto de trabajo mecánico.

Los diagramas de cuerpo libre son representaciones gráficas de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. La sumatoria de estas fuerzas es igual a la fuerza resultante: ΣF = FResultante = m · a

Se presentan varios ejemplos de diagramas de cuerpo libre:

1. Cuerpo apoyado sobre el piso
2. Cuerpo que cuelga de una soga
3. Cuerpo que cae por acción de su peso
4. Cuerpo empujado por dos fuerzas

Highlight: En el caso de fuerzas con sentidos opuestos, se restan; si tienen el mismo sentido, se suman.

El trabajo mecánico se produce cuando se aplica una fuerza a un cuerpo y el punto de aplicación se desplaza.

Fórmula: W = F · d, donde W es el trabajo, F es la fuerza aplicada, y d es el desplazamiento.

Este resumen abarca los conceptos fundamentales de cinemática y dinámica, proporcionando una base sólida para entender el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo causan, esencial para estudiantes de Cinemática 1 Bachillerato y Cinemática 4 ESO.

Cinemática y Conceptos Básicos

La cinemática es el estudio de los cuerpos en movimiento, sin considerar las causas que lo producen. Esta sección introduce conceptos fundamentales y tipos de movimiento.

El desplazamiento se define como el espacio recorrido por un cuerpo al pasar de una posición a otra, expresado matemáticamente como ΔX = XFinal - Xinicial.

Definición: El Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) es aquel en el que un cuerpo describe una trayectoria rectilínea y recorre espacios iguales en tiempos iguales, con velocidad constante y aceleración nula.

Se distingue entre MRU progresivo (velocidad positiva) y regresivo (velocidad negativa).

La velocidad se define como el espacio recorrido en cada unidad de tiempo.

Ejemplo: Un avestruz que alcanza una velocidad constante de 25km/h frente a un árbol recorrerá 2.081 metros en 5 minutos.

El Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV) se caracteriza por una velocidad que cambia uniformemente debido a una aceleración constante.

Fórmula: La ecuación horaria de la posición en MRUV es X = Xinicial + Vinicial · t + ½ · a · t²

Ejemplo: Un caballo de 200kg que parte del reposo y alcanza 27km/h en 3 segundos se habrá desplazado 11,25 metros.