teoria y problemas fisica (8)

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Hallar componentes en X: 
Ah = 0 
Bh = 300[m] 
Dh = 175cos60 = 88[m] 
 Hallar componentes en Y: 
	Ah = 100[m] 
Bh = 0 
Dh = 175sen60 = 152[m] 
 Calcular Fx: 
𝐹T = 𝐴T + 𝐵T + 𝐷T = 300 + 88 = 388[𝑚] 
2.1.	INTRODUCCIÓN	A	LA	
CINEMÁTICA	
 
La mecánica requiere de un análisis del movimiento que considere 
solamente el espacio y el tiempo y no otros factores externos, este es 
el caso de la cinemática que estudia el movimiento de los cuerpos 
desde el punto de vista de cómo se mueven éstos, es decir, no se 
toman en cuentan las causas del movimiento. Por tanto, en 
cinemática lo que hacemos es “ver” cómo se mueve un cuerpo. Esto 
significa saber dónde está, cuál es su velocidad y si es constante o 
no. Es preciso señalar que existen tres tipos de movimientos: el de 
traslación, el de rotación y el de vibración.Es importante definir 
algunos términos tales como: 
 
2.2.1				PARTÍCULA	
 
Se define a la partícula como un punto del espacio al que se 
leasigna una masa. Para facilitar el estudio, se hará una abstracción 
matemática llamada “partícula”, es decir, una masa sin 
dimensiones. Desde ahora y hasta que se diga lo contrario, todo 
objeto de estudio será una partícula, incluidos, los estudiantes, los 
automóviles, etc. 
2.2.2.	SISTEMA	FÍSICO	
 
En mecánica, un sistema físico es una colección de partículas que 
interactúan entre ellas, así como con su medio. Cada una de las 
partículas del sistema tiene una posición y un movimiento. 
 
2.2.3.		TRAYECTORIA	
 
Es la unión de los puntos por donde pasa un cuerpo en su 
movimiento, por ejemplo si sobre la cabeza de una persona que 
descansa bajo un árbol cae una fruta, desde el momento de la caída 
hasta el choque de la fruta con la cabeza, ella pasa por un número 
infinito de puntos en línea recta vertical; si se unen todos esos puntos 
se tendrá una “trayectoria recta vertical”; al chocar con la cabeza, 
la fruta pasará por una serie de puntos que, unidos, forman una 
parábola, entonces, en ese tramo se tiene una “trayectoria 
parabólica”, como se muestra en la figura (2.16). Cabe mencionar 
que la trayectoria es un escalar. 
 
 
 
2.2.4.	EL	VECTOR	DESPLAZAMIENTO	
 
 
Se define al vector desplazamiento como el cambio de posición que 
experimenta una partícula. ¿Te diste cuenta que no es lo mismo 
“trayectoria” que “desplazamiento”?, para que lo entiendas mejor 
veremos algunos ejemplos mostrados en las figuras 2.9.a, 2.9.b y 
2.9.c 
 
La figura 2.17.a muestra la trayectoria de la fruta de la figura 2.17.b 
(línea punteada), y también el vector desplazamiento (unión entre A y 
B). En la figura 2.17.b se observa en línea punteada la sinuosa 
trayectoria de una partícula que parte del punto A para llegar al punto 
B, así como el vector desplazamiento; lo mismo puede verse en la 
figura 2.17.c. 
 
2.2.5.	SISTEMA	DE	REFERENCIA	
 
Es un punto desde el cual se observa el movimiento de un cuerpo. 
¿Quién observa? Obviamente, un “observador”,¿desde dónde 
observa?, para responder eso, tendremos que fijar un punto de 
observación que debe estar referenciado, es decir, por él deben 
pasar un sistema de ejes coordenados. Por tanto, un sistema de 
referencia se encuentra compuesto de un sistema físico y un 
sistema de ejes coordenados.La figura (2.18) representa un 
sistema de referencia. 
 
Cuando se dice que la posición de un auto es de 50[m], debe decir 
necesariamente 50[m] medidos desde dónde. Tú puedes decir que 
estás a 20[m] de tu casa pero a 188[m] del laboratorio de física, es 
decir, la frase “estoy a 20[m]” no significa nada, puesto que hay que 
aclarar desde dónde. 
Para describir el movimiento, y también para resolver problemas de 
cinemática, es preciso fijar un sistema de referencia. Por ejemplo, se 
puede decir voy a medir todas las distancias desde la puerta de mi 
casa, o voy a medirlas siempre desde el árbol que se encuentra al 
salir del Edificio Central de la Universidad.El punto desde el que se 
mide es el punto 0 (origen del sistema de referencia o nivel de 
referencia), y todas las distancias se medirán desde ahí. En ese 
punto 0 debe colocarse un sistema de ejes coordenados x – y, con lo 
cual se ha construido un sistema de referencia, es decir, todas las 
distancias que se miden están referidas a él. 
 
Si un astrónomo observa el movimiento de la Luna con un telescopio, 
la conclusión que saca es que la Luna gira alrededor de la Tierra. 
Otro astrónomo observando el movimiento de la Tierra en la 
Luna,concluirá que la Tierra gira alrededor de la Luna ¿cuál de los 
dos tiene razón? Ambos, pues la conclusión depende del sistema de 
referencia que, en el primer caso es la Tierra y en el segundo la Luna. 
 
 
 
Asimismo, una persona “parada” esperando un micro que pasa frente 
a ella con una velocidad de 20[m/s] dirá que el micro se mueve a esa 
velocidad, mientras que un niño “sentado” en un asiento del micro 
verá que la persona se aleja a 20[m/s] y tiene razón ¿verdad?, claro, 
desde el punto de vista del niño, él está sentado (en reposo) y será 
todo lo que esté fuera del micro lo que está en movimiento, como se 
muestra en la figura 2.21. 
 
 
Los sistemas de referencia pueden ser inerciales y no inerciales.Un 
Sistema de Referencia Inercial es aquel que se encuentra en 
reposo o se mueve con velocidad constante. Si en una camioneta se 
encuentra un observador estudiando el movimiento de un cuerpo que 
se desplaza sobre una mesa horizontal, colocada sobre la parte 
posterior de la camioneta, dirá que la camioneta está en reposo 
respecto de un sistema de coordenadas, “sistema fijo”, el observador 
verifica, por ejemplo, que el cuerpo inicialmente en reposo, continúa 
en reposo; o inicialmente en movimiento rectilíneo uniforme continúa 
con ese movimiento. 
Si la camioneta se traslada con velocidad constante respecto del 
sistema inercial fijo, lo mencionado se cumplirá para un observador 
O’ en el interior de la camioneta. Si para el mencionado observador, 
el cuerpo apoyado sobre la mesa está en reposo en un momento 
dado, para un observador en el sistema inercial O, ese cuerpo tendrá 
la velocidad de la camioneta. 
 
Un Sistema de Referencia no Inercial es el que se mueve con 
velocidad variable. Desde este de sistema también puede observarse 
el movimiento de otros cuerpos pero, el hecho de que el sistema sea 
acelerado genera “ciertas deformaciones” en lo que se observa, por 
ejemplosi estás en una montaña rusa en movimiento acelerado y se 
te ocurre observar lo que pasa “abajo”, por ejemplo el desplazamiento 
de una persona, verás que el mismo es diferente que cuando lo 
observas desde un sistema de referencia inercial, como en la figura 
2.23.