¿Qué es cinemática?

Concepto de velocidad

La velocidad es la distancia recorrida en un intervalo de tiempo.

v = x/t

donde x es la distancia recorrida y t el tiempo empleado en hacerlo.

La velocidad es en realidad una cantidad vectorial, esto es, además de un valor numérico tiene una dirección.

Aceleración

Es la variación de velocidad en un intervalo de tiempo dado. Al igual que la velocidad, es una cantidad vectorial:

a = ∆v/ ∆t

donde ∆v es la variación en la velocidad que tiene lugar en el intervalo ∆t.

Unidades de aceleración: metros por segundo al cuadrado [m/s 2 ].

El hecho de que la velocidad sea una cantidad vectorial implica que la misma puede variar tanto por un cambio de magnitud como por un cambio en la dirección. Por ejemplo, un vehículo que se desplaza con velocidad constante en magnitud en un recorrido circular sufre una aceleración debida al cambio constante en la dirección de la velocidad. Esta aceleración se llama centrípeta.

Ecuaciones del movimiento uniformemente acelerado

En este caso la aceleración a es constante:

v = v0 + at
x = x0 + vt
x = x0 + v0 t + 1/2 at 2

donde x0 es la posición inicial del móvil, v0 la velocidad inicial del mismo, a es su aceleración y t es el tiempo empleado en recorrer el tramo x – x0.

Ejemplos

Un automóvil circula a una velocidad de 100 km/h. En un instante determinado, una vaca cruza la ruta y el conductor aplica el freno. Suponiendo un tiempo de reacción de 1 segundo y una desaceleración instantánea, calcular la distancia recorrida por el auto durante el tiempo de reacción.

x = v.t ⇒ x = 100 km/h . 1000 m/km . [3600 s/h] -1 . 1s = 27,78 m

Un ejemplo de aceleración constante es la aceleración de la gravedad, que se define así:

g = P / m

donde P es el peso del cuerpo y m es la masa del mismo. Esta aceleración es igual para todos los cuerpos y depende de la latitud geográfica y de la altura sobre el nivel del mar. El valor normal de g para los fines prácticos es de 9,81 m/s 2 . Se llama caída libre al movimiento que realiza un cuerpo debido exclusivamente a la acción de la gravedad.