1. El movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos en el espacio, con respecto al tiempo y a un punto de referencia, variando la distancia de dicho cuerpo con respecto a ese punto o sistema de referencia, describiendo una trayectoria. Para producir movimiento es necesaria una intensidad de interacción o intercambio de energía que sobrepase un determinado umbral. La parte de la física que se encarga del estudio del movimiento es la cinemática.
2. El movimiento Si hay un ejemplo de fenómeno físico que ha merecido la atención del ser humano desde la antigüedad hasta nuestros días, es el del movimiento. La forma de orientarse más antigua conocida es a través de la posición que van adoptando las estrellas en la cúpula celeste a lo largo del año y de la zona donde se observa. La trayectoria de las partículas fundamentales en reacciones nucleares es un tema de gran actualidad, permite retrotraernos a los orígenes del universo. Las situaciones que se abordan en este tema representan una pequeña parte de la realidad y en muchos casos simplificada, Galileo así lo entendió y con ello ofreció un modo de actuar asumido por la Ciencia como forma de trabajo en el quehacer científico, el método científico. Su aplicación permitió a Isaac Newton deducir las Leyes de la Dinámica y la Ley de Gravitación Universal que gobiernan la mayoría de los movimientos cotidianos y celestes respectivamente. Más tarde, estos conocimientos inspiraron a los químicos en las teorías atómicas las cuales ofrecen una explicación de la estructura íntima de la materia. Todo ello será abordado a lo largo del curso, pero, volvamos al principio y tratemos de describir los … movimientos rectilíneos.
3. Sistema de referencia SR El movimiento forma parte de los fenómenos físicos que más directamente se perciben, sin embargo, su descripción detallada ha traído de cabeza a más de un científico a lo largo de la historia, ¿a qué ha podido ser debido? La apariencia de un movimiento depende del lugar de observación, en concreto de su estado de movimiento. El descenso de una hoja que cae de un árbol es distinto visto por una persona situada debajo que el de otra que lo observa desde un autobús en marcha. Esto plantea la necesidad de elegir un sistema de referencia relativo al cual se refiera la observación.
4. Trayectoria ¿Cómo describirías el movimiento de la Luna? ¿Qué pensaban los hombres y mujeres acerca del movimiento del sol antes del s. XVI? ¿Es vertical y hacia abajo el movimiento de un objeto al caer? La referencia más inmediata de un movimiento es la forma del camino que describe, pero hay que precisar un poco más para acercarse al concepto que ahora se presenta: la trayectoria. El resultado de observar un movimiento está ligado a un SR, como hemos visto en el anterior apartado. El que se mueva o no el SR repercute en la forma de percibir el movimiento estudiado.
5. Posición: Representación vectorial La descripción de un movimiento requiere conocer el lugar donde se encuentra (posición) y cuándo (instante). Instante Se representa por la letra t, acompañado de algún subíndice si es necesario, para indicar el lugar que ocupa este dato respecto de un conjunto de medidas. La unidad fundamental en el Sistema Internacional es el segundo (s). El tiempo transcurrido entre dos instantes se simboliza con las letras ∆t. Pongamos un ejemplo:
6. Posición La representación en un plano se realiza sobre unos ejes coordenados XY. El observador se sitúa en el origen del Sistema de referencia (SR). Mediante un aparato de medida adecuado o a través de relaciones matemáticas se determina el valor de cada posición (X,Y). El valor X corresponde a la abcisa, eje horizontal, y el valor Y a la ordenada, eje vertical.
7. Movimiento rectorial uniforme La representación vectorial de una magnitud física contiene tres datos: el módulo, la dirección y el sentido. Para el caso de la posición, ¿qué son y cómo se averiguan? La posición tiene que informar de la situación de un móvil respecto de un observador situado en el SR. Esta información se concreta con la distancia al SR y con las coordenadas del punto donde se encuentra. El módulo, la dirección y el sentido del vector posición dan cuenta de ello, veamos cómo:
8. Desplazamiento La palabra desplazarse tiene un uso cotidiano, pero, como es frecuente, el lenguaje científico la ha adoptado precisando su significado. Un móvil se desplaza, evidentemente cuando se mueve, pero ¿se corresponde con algún valor concreto? ¿Es lo mismo espacio recorrido que desplazamiento?...
9. Velocidad La velocidad de un objeto a menudo se confunde con la rapidez. La velocidad físicamente es un vector y por tanto tiene un módulo (la rapidez), una dirección y un sentido. Módulo: Es la rapidez aunque en la mayoría de contextos se identifica como la velocidad. La rapidez con que se desplaza un móvil es la relación (cociente) entre el espacio que se recorre y el tiempo que tarda en recorrerlo. Su unidad fundamental en el Sistema Internacional es el metro por segundo (m/s).
10. Rapidez La rapidez (que en el lenguaje común se denomina simplemente velocidad) se define como el cociente entre la distancia recorrida y el tiempo transcurrido. La distancia s recorrida a lo largo de una trayectoria es una magnitud escalar, independiente de la dirección. Como el tiempo también es un escalar, la rapidez es también un escalar. La rapidez se designa mediante el símbolo v y sus dimensiones son: [ ] -1 v = LT La unidad en el sistema SI es el metro por segundo (m/s)
