Cinemática
Para ello utiliza velocidades y aceleraciones, que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.
[1] Posteriormente, el estudio de la cicloide realizado por Evangelista Torricelli fue configurando lo que se conocería como geometría del movimiento.
Luego, las aportaciones de Nicolás Copérnico, Tycho Brahe y Johannes Kepler expandieron los horizontes en la descripción del movimiento durante el siglo XVI.
En 1687, con la publicación de los Principia, Isaac Newton hizo la mayor aportación conocida al estudio sistemático del movimiento.
Sin embargo, el espacio-tiempo en presencia de objetos gravitantes no es plano, por lo que ni el espacio percibido por un observador será euclídeo, ni en general diferentes observadores coincidirán en los intervalos de tiempo medidos, ya que el tiempo pasa a ser relativo.
Aun así pueden definirse magnitudes invariantes objetivas que son iguales para todos los observadores.
La cinemática trata del estudio del movimiento de los cuerpos en general y, en particular, el caso simplificado del movimiento de un punto material, mas no estudia por qué se mueven los cuerpos sino que se limita a describir sus trayectorias y modo de reorientarse en su avance.
El movimiento trazado por una partícula lo mide un observador respecto a un sistema de referencia.
La tecnología hoy en día nos ofrece muchas formas de registrar el movimiento efectuado por un cuerpo.
Siendo la velocidad V constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación: donde
es la posición inicial del móvil respecto al centro de coordenadas, es decir para
la ecuación anterior corresponde a una recta que pasa por el origen, en una representación gráfica de la función
En este movimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo.
Obsérvese que si la aceleración fuese nula, las ecuaciones anteriores corresponderían a las de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, con velocidad
Dos casos específicos de MRUA son la caída libre y el tiro vertical.
se refiere a la elongación (desplazamiento del cuerpo desde la posición de equilibrio).
respecto al eje x; y, como se dijo, para el análisis se descompone en los dos tipos de movimiento mencionados; bajo este análisis, las componentes según x e y de la velocidad inicial serán:
El desplazamiento horizontal está dado por la ley del movimiento uniforme, por tanto sus ecuaciones serán (si se considera
Si se reemplaza y opera para eliminar el tiempo, con las ecuaciones que dan las posiciones
Para la descripción de este movimiento resulta conveniente referirse ángulos recorridos; ya que estos últimos son idénticos para todos los puntos del disco (referido a un mismo centro).
Se representa mediante un vector cuya dirección es tangente a la trayectoria circular y coincide con el del movimiento.
Se caracteriza por tener una velocidad variable o estructural constante por lo que la aceleración angular es nula.
La forma vectorial de un punto que ejecuta este movimiento resulta ser:
Si las amplitudes no son iguales o el desfase no es exactamente el indicado, pero las frecuencias sí son iguales, resulta ser el caso de un movimiento elíptico, cuya trayectoria describe una elipse.
Todos los movimientos descritos anteriormente se refieren a puntos materiales concretos, o corpúsculos, es decir cuerpos físicos cuyas dimensiones pequeñas respecto al tamaño de la trayectoria por lo que pueden aproximarse por puntos materiales.
En esos casos debe emplearse la cinemática del sólido rígido, en la que la «trayectoria» del cuerpo se da un espacio más complejo o rico que el simple espacio euclídeo tridimensional, ya que se requiere definir no sólo el desplazamiento del cuerpo a través de dicho espacio, sino especificar los cambios de orientación del cuerpo en su movimiento, mediante movimientos de rotación.
Supongamos que un cañón situado en el ecuador lanza un proyectil hacia el norte a lo largo de un meridiano.
El proyectil tiene una velocidad con tres componentes: las dos que afectan al tiro parabólico, hacia el norte (o el sur) y hacia arriba, respectivamente, más una tercera componente perpendicular a las anteriores debida a que el proyectil, antes de salir del cañón, tiene una velocidad igual a la velocidad de rotación de la Tierra en el ecuador.
En la relatividad, lo que es absoluto es la velocidad de la luz en el vacío, no el espacio o el tiempo.
Esto se explica por la dilatación temporal relativista que ocurre en el primer caso.
