¿Alguna vez te has preguntado cómo se describen y calculan los diferentes aspectos del movimiento en la física? En este artículo, nos adentraremos en el fascinante mundo de la cinemática del movimiento. Aprenderemos sobre conceptos como el desplazamiento, la velocidad y la aceleración, y descubriremos cómo se relacionan entre sí. Si alguna vez has sentido curiosidad por comprender cómo se mueven los objetos en el espacio, este artículo es para ti. Prepárate para sumergirte en las leyes que rigen el movimiento y desentrañar los misterios de la cinemática. ¿Estás listo para iniciar este emocionante viaje? ¡Vamos!
En el primer artículo sobre teoría de máquinas, discutimos las definiciones de cinemática, cinética, dinámica y estática. En este artículo discutiremos la cinemática del movimiento. Esto implica examinar el desplazamiento, la velocidad y la aceleración en direcciones lineales y angulares.
Cinemática del movimiento.
La cinemática del movimiento se ocupa del movimiento relativo entre las diferentes partes de la máquina sin tener en cuenta las fuerzas que provocan el movimiento. La cinemática simplemente se ocupa de la geometría del movimiento y conceptos como el desplazamiento, la velocidad y la aceleración en relación con el tiempo.
El desplazamiento, la velocidad y la aceleración tienen definiciones diferentes cuando se trata de un movimiento lineal y de un movimiento angular. Discutamoslos con las definiciones y sus unidades.
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Desplazamiento lineal
La distancia que recorre un objeto respecto de un punto fijo se llama desplazamiento lineal. Este desplazamiento puede ocurrir a lo largo de una línea recta o una trayectoria curva.
Este desplazamiento lineal es una cantidad vectorial. Tiene tamaño y dirección.
La unidad SI para desplazamiento lineal es el metro (m).
Velocidad linear
La tasa de cambio en el tiempo a la que un objeto se mueve de un punto a otro se llama velocidad lineal.
Simplemente la tasa de cambio del desplazamiento lineal de un objeto con respecto al tiempo, llamada velocidad lineal.
La velocidad lineal también es una cantidad vectorial. Tiene tamaño y dirección.
Matemáticamente hablando, la velocidad lineal v = ds/dt
La unidad SI de velocidad lineal es metros por segundo (m/s).
¿Son iguales la velocidad lineal y la velocidad?
La velocidad es la tasa de cambio del desplazamiento lineal de un cuerpo en relación con el tiempo. Como la velocidad es independiente de su dirección, es una cantidad escalar. No debe confundirse con la velocidad lineal.
Aceleración lineal
La tasa de cambio de la velocidad lineal de un objeto en relación con el tiempo, llamada aceleración lineal.
La aceleración lineal también es una cantidad vectorial. Tiene tamaño y dirección.
Matemáticamente hablando, la aceleración lineal a = dv/dt
La unidad SI para velocidad lineal es metros por segundo.2 (EM2)
Ecuaciones de movimiento lineal
A continuación se muestran las ecuaciones lineales de movimiento importantes que deben entenderse desde la perspectiva de la teoría del sujeto de la máquina.
- v = u + en
- s = ut + 1/2 en2
- v2 = tu2 + 2a.s
- s=vuna V ×t
- u = velocidad inicial del cuerpo
- v = velocidad final del cuerpo
- a = aceleración del cuerpo
- s = desplazamiento del cuerpo en el tiempo t segundos
- vuna V = Velocidad media del cuerpo durante el movimiento (u+v)/2
Cosas importantes a tener en cuenta al utilizar las ecuaciones anteriores
- Cuando el objeto se mueve verticalmente, la aceleración es, A será la aceleración debida a la gravedad de la Tierra, representada por GRAMO.
- El valor de GRAMO se supone que es +9,81 m/s2 para movimiento descendente -9,81 m/s2 para el movimiento ascendente.
- Si un objeto cae libremente desde una altura h, la velocidad se puede expresar como v2 = 2gh
Desplazamiento angular
Se define como la distancia angular que recorre un objeto de un punto a otro.
Este desplazamiento angular es una cantidad vectorial. Tiene tamaño y dirección.
La unidad SI para el desplazamiento angular son los grados.
Velocidad angular
Esta es una distancia angular que recorre un objeto de un punto a otro a lo largo del tiempo.
Simplemente la tasa de cambio del desplazamiento angular versus el tiempo.
La velocidad angular se denota por ω (Omega).
Matemáticamente, la velocidad angular está representada por ω= dθ/dt
La unidad SI para la velocidad angular es rad/s
¿Son iguales la velocidad angular y la velocidad de rotación?
La velocidad de rotación es una medida de revoluciones por minuto (RPM), mientras que la velocidad angular es la medida del ángulo en relación con el tiempo y la dirección. Entonces la velocidad angular es una cantidad vectorial mientras que la velocidad es una cantidad escalar. porque no tiene dirección.
Si la dirección de la velocidad angular es constante, la tasa de cambio en la magnitud del desplazamiento angular a lo largo del tiempo se llama velocidad angular.
Aceleración angular
La tasa de cambio de la velocidad angular de un objeto en relación con el tiempo se llama aceleración angular.
La aceleración angular denotada por α (alfa).
La aceleración angular también es una cantidad vectorial. Tiene tamaño y dirección.
Matemáticamente, la aceleración lineal es α = reω/ Alemán
La unidad SI para velocidad lineal es rad/s2
Ecuaciones de movimiento angular
A continuación se muestran las ecuaciones angulares de movimiento importantes que deben entenderse desde la perspectiva de la teoría de la máquina.
- ω=ω0 +α.t
- θ = ω0t + 1/2 α.t2
- ω2 = (ω0)2 +2α.θ
- θ = 1/2(ω+ω0)T
- ω0 = velocidad angular inicial en rad/s
- ω = velocidad angular final en rad/s
- t = tiempo en segundos
- θ = desplazamiento angular en el tiempo t segundos
- α = aceleración angular en rad/s2
Relación entre movimiento lineal y movimiento angular.
Diploma
Hemos discutido la cinemática del movimiento, así como el desplazamiento, la velocidad y la aceleración tanto en el movimiento lineal como en el movimiento angular. Si tiene alguna otra idea sobre este tema, háganoslo saber en la sección de comentarios a continuación.
Kinematics of Motion – Cinemática del Movimiento
La cinemática del movimiento se ocupa del movimiento relativo entre las diversas partes de las máquinas sin tener en cuenta las fuerzas que causan dicho movimiento. Simplemente, la cinemática se ocupa de la geometría del movimiento y de conceptos como desplazamiento, velocidad y aceleración en relación con el tiempo.
Desplazamiento Lineal
La distancia recorrida por un objeto con respecto a un punto fijo se denomina desplazamiento lineal. Este desplazamiento puede ser a lo largo de una línea recta o una trayectoria curva.
Este desplazamiento lineal es una cantidad vectorial. Tiene magnitud y dirección.
Las unidades del Sistema Internacional (SI) para el desplazamiento lineal son metros (m).
Velocidad Lineal
La velocidad lineal es la rapidez con la que un objeto se mueve de un punto a otro en relación con el tiempo.
Simplemente, es el cambio en el desplazamiento lineal de un objeto en relación con el tiempo.
La velocidad lineal también es una cantidad vectorial. Tiene magnitud y dirección.
Matemáticamente, la velocidad lineal v = ds/dt.
Las unidades del SI para la velocidad lineal son metros por segundo (m/s).
¿Son la velocidad lineal y la velocidad iguales?
La velocidad es el cambio en el desplazamiento lineal de un cuerpo en relación con el tiempo. Dado que la velocidad no depende de su dirección, es una cantidad escalar. No debe confundirse con la velocidad lineal.
Aceleración Lineal
La aceleración lineal es el cambio en la velocidad lineal de un objeto en relación con el tiempo.
La aceleración lineal también es una cantidad vectorial. Tiene magnitud y dirección.
Matemáticamente, la aceleración lineal a = dv/dt.
Las unidades del SI para la velocidad lineal son metros por segundo al cuadrado (m/s2).
Ecuaciones del Movimiento Lineal
Las siguientes son las ecuaciones importantes del movimiento lineal que se deben entender desde el punto de vista de la teoría de las máquinas:
- v = u + a.t
- s = u.t + 1/2 a.t2
- v2 = u2 + 2a.s
- s = (v + u) / 2 * t
Donde:
- u = velocidad inicial del cuerpo
- v = velocidad final del cuerpo
- a = aceleración del cuerpo
- s = desplazamiento del cuerpo en un tiempo t en segundos
Aspectos importantes a tener en cuenta al utilizar las ecuaciones anteriores:
- En el caso del movimiento vertical del objeto, la aceleración a será la aceleración debido a la gravedad terrestre, que se representa por g. El valor de g se toma como +9.81 m/s2 para el movimiento hacia abajo y -9.81 m/s2 para el movimiento hacia arriba.
- Cuando un objeto cae libremente desde una altura h, la velocidad puede ser dada como v2 = 2gh
Desplazamiento Angular
Se define como la distancia angular recorrida por un objeto de un punto a otro.
Este desplazamiento angular es una cantidad vectorial. Tiene magnitud y dirección.
Las unidades del SI para el desplazamiento angular son grados.
Velocidad Angular
Es la distancia angular recorrida por un objeto de un punto a otro en relación con el tiempo.
Simplemente es el cambio en el desplazamiento angular con respecto al tiempo.
La velocidad angular se representa por ω (omega).
Matemáticamente, la velocidad angular se representa por ω = dθ/dt.
Las unidades del SI para la velocidad angular son radianes por segundo (rad/s).
¿Son la velocidad angular y la velocidad rotacional lo mismo?
La velocidad rotacional es una medida de las rotaciones por minuto (RPM), mientras que la velocidad angular es la medida del ángulo en relación con el tiempo además de la dirección. Por lo tanto, la velocidad angular es una cantidad vectorial, mientras que la velocidad es una cantidad escalar, ya que no tiene dirección.
Si la dirección de la velocidad angular es constante, entonces la tasa de cambio de la magnitud del desplazamiento angular con respecto al tiempo se denomina velocidad angular.
Aceleración Angular
La aceleración angular es el cambio en la velocidad angular de un objeto en relación con el tiempo.
La aceleración angular se representa por α (alfa).
La aceleración angular también es una cantidad vectorial. Tiene magnitud y dirección.
Matemáticamente, la aceleración angular α = dω/dt.
Las unidades del SI para la aceleración angular son radianes por segundo al cuadrado (rad/s2).
Ecuaciones del Movimiento Angular
Las siguientes son las ecuaciones importantes del movimiento angular que se deben entender desde el punto de vista de la teoría de las máquinas:
- ω = ω0 + α.t
- θ = ω0t + 1/2 α.t2
- ω2 = (ω0)2 + 2α.θ
- θ = 1/2(ω + ω0)t
Donde:
- ω0 = velocidad angular inicial en rad/s
- ω = velocidad angular final en rad/s
- t = tiempo en segundos
- θ = desplazamiento angular en tiempo t segundos
- α = aceleración angular en rad/s2
Relación entre el Movimiento Lineal y el Movimiento Angular
En resumen, hemos discutido la cinemática del movimiento y el desplazamiento, la velocidad y la aceleración en el movimiento lineal y el movimiento angular. Si tienes más ideas sobre este tema, déjanos tus comentarios en la sección de comentarios a continuación.