La cinemática es una de las secciones importantes de la mecánica, que considera las leyes del movimiento de los cuerpos en el espacio (las causas del movimiento son estudiadas por la dinámica). En este artículo, consideraremos una de las principales cantidades de cinemática, responderemos la pregunta: "¿Qué es un camino en física?"
El concepto del camino
¿Qué es un camino en física? Este es un valor igual a la longitud del segmento en el espacio, que el cuerpo en estudio ha superado en el curso de su movimiento. Para calcular la trayectoria, es necesario conocer no solo las posiciones inicial y final del cuerpo, sino también la trayectoria de su movimiento. La pregunta de qué es un camino en física puede responderse de manera diferente. Este valor se entiende como la longitud de la trayectoria, es decir, la línea imaginaria por la que se movió el cuerpo.
Se utilizan diferentes caracteres para indicar la ruta. Entonces, si estamos hablando de un movimiento unidimensional, entonces podemos usar el símbolo Δx, donde Δ significa un cambio en la coordenada x. Además de este símbolo, las letras s, l y h se utilizan a menudo para designar la cantidad en consideración, las dos últimas significan longitud y altura, respectivamente. Asi quePor lo tanto, en cinemática, la letra s se puede encontrar con mayor frecuencia para designar un camino.
Si se sabe que el cuerpo se mueve en línea recta en el espacio tridimensional, y se conocen las coordenadas de su posición inicial (x0; y 0; z0) y final (x1; y1; z 1), entonces la ruta se puede determinar mediante la fórmula:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
Fórmulas cinemáticas
Habiendo considerado cómo se denota la trayectoria en física y cuál es este valor, presentamos un par de fórmulas cinemáticas que se utilizan para calcular la característica estudiada del movimiento. Estas son las siguientes fórmulas:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
Aquí la primera expresión corresponde a la situación en la que el cuerpo se mueve uniformemente en línea recta con una velocidad v durante el tiempo t. La segunda expresión es válida para un movimiento uniformemente acelerado, donde los símbolos v0 y a denotan la velocidad inicial y la aceleración, respectivamente. Se debe usar el signo más si el cuerpo está acelerando y el signo menos si está desacelerando.
Problema de ejemplo
Habiendo analizado lo que es un camino en física, resolvamos el siguiente problema. Un bote con una velocidad de 13 km/h se mueve contra la corriente del río durante 1,5 horas de un punto a otro. ¿Qué distancia recorre el bote si la velocidad del río es 3km/h?
Este es un problema clásico de aplicar la fórmula para el movimiento uniforme de un cuerpo. La complejidad de la tarea es solo determinar la velocidad real del bote. Dado que su movimiento ocurre contra la corriente, será igual a la diferencia: 13 - 3 \u003d 10 km / h. Ahora queda sustituir los valores conocidos en la formula por s y obtener la respuesta:
s=v × t=10 [km/h] × 1,5 [h]=15 km
En problemas de cálculo de trayectorias, es necesario seguir las dimensiones de los valores utilizados de velocidad, tiempo y aceleración para evitar errores.
