Conceptos en el contexto de la mecánica clásica
Conceptos en el contexto de la mecánica clásica
VELOCIDAD:
La velocidad media de un objeto se define como la distancia recorrida por un objeto dividido por el tiempo transcurrido. La velocidad es una cantidad vectorial y la velocidad media se puede definir como el desplazamiento dividido por el tiempo. Para el caso especial de movimiento en línea recta en la dirección x, la velocidad media toma la forma de:
Luego Newton introduce la primera noción necesaria para describir el movimiento de los cuerpos en el espacio:
"Ill. El lugar es la parte del espacio que un cuerpo ocupa, siendo relativo o absoluto en razón del espacio. Las posiciones no tienen propiamente cantidad, y no son tanto los lugares mismos como las propiedades de los lugares.
(Newton, 1997, p. 33).
Newton no usa las nociones de lugar y de posición. Definiremos a la Posición como la magnitud que se utiliza para identificar el lugar de los cuerpos en el espacio. Veamos un ejemplo. Supongamos que queremos identificar la posición de un nadador en su andarivel (Ilustración 1). Ahora comenzamos a utilizar las herramientas metodológicas:
1. El nadador es nuestro objeto de estudio.
2. Lo modelizamos como una particula Al modelizarlo como particula elegimos un punto del nadador que lo va a representar. La posición de ese punto es la posición que representaremos. En este caso elegimos el centro del cuerpo.
3. También idealizamos el movimiento, para simplificarlo, considerando que se mueve en linea recta. 4. Ubicamos un eje coordenado (de los que se usan en matemática) en la dirección del movimiento eligiendo poner el cero dónde más nos guste,
5. Graduamos el eje con las unidades que utilizaremos, metros, por ejemplo. 6. Ya estamos en condiciones de determinar una primera aproximación a la posición del nadador (particula): nos basta con leer en el eje dónde está el nadador. En el ejemplo se encuentra en la posición 4m
ACELERACION:
La
aceleración de un objeto es una magnitud que indica cómo cambia la velocidad
del objeto en una unidad de tiempo. Como la velocidad es una magnitud vectorial
(es decir, que posee una dirección), la aceleración también lo es. Normalmente
se representa con el signo a y su unidad de medida en el Sistema Internacional
es m/s2 (metros por segundo al cuadrado).
Fórmula de la aceleración
La
mecánica clásica entiende la aceleración como una variación de la velocidad de
un cuerpo en el tiempo. Matemáticamente esto se escribe como: a = dv / dt,
donde a es aceleración, dv la diferencia de velocidades y dt el tiempo en que
ocurre la aceleración.
Más
precisamente, dv y dt se definen de la siguiente manera:
dv
= vf – vi, donde vf es la velocidad final y vi, la velocidad inicial del móvil.
Esta diferencia indica la dirección de la aceleración.
dt
= tf – ti, donde tf es el tiempo final y
ti el tiempo inicial del movimiento. A menos que se estipule lo contrario, el
tiempo inicial se suele tomar como 0 segundos.
Movimiento rectilíneo uniforme:
Un movimiento rectilíneo uniforme es aquél cuya velocidad es constante, por tanto, la aceleración es cero. La posición x del móvil en el instante t lo podemos calcular integrando o gráficamente, en la representación de v en función de t.
Movimiento rectilíneo uniformemente accelerado:
Un movimiento uniformemente acelerado es aquél cuya aceleración es constante. Dada la aceleración podemos obtener el cambio de velocidad v-v0 entre los instantes t0 y t, mediante integración, o gráficamente.
Leyes de Newton
Las leyes de Newton son fundamentales para entender el movimiento de los objetos.
Primera ley de Newton (ley de la inercia):
En la imagen, el balón permanece quieto porque no hay fuerza de fricción, tampoco aparece la fuerza de un pie que lo mueve y, como no está cayendo, tampoco se presenta la fuerza de gravedad.
Segunda ley Newton (ley de la dinámica)
"La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él e inversamente proporcional a la masa."
Eso significa que para que un objeto se mueva rápidamente debes aplicarle mucha fuerza, pero también, que la rapidez con la que se mueve el objeto depende de qué tan liviano o pesado es.
Tercera ley (acción y reacción)
"Para cada acción hay una reacción igual y en el sentido opuesto"
Eso quiere decir que, siempre que un objeto realice una acción como mover, empujar u oprimir otro objeto, este último reacciona devolviendo la misma fuerza.
Para que los cohetes puedan llegar al espacio tienen que impulsarse con mucha fuerza. Por eso, cuentan con unos propulsores que eliminan una gran cantidad de gases hacia abajo.
Mientras la fuerza de los propulsores se acciona hacia abajo, el suelo responde empujando hacia arriba.
https://concepto.de/aceleracion/
Movimiento rectilíneo. (s. f.-b). http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/rectilineo/rectilineo.htm
Leyes de Newton: Tercera ley de Newton: acción y reacción. (s. f.). GCFGlobal.org. https://edu.gcfglobal.org/es/fisica/tercera-ley-de-newton-accion-y-reaccion/1/