Mecánica: cinemática, dinámica y estática

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mecánica es una gran área de física que se centra en estudiodelmovimiento y descansar de los cuerpos, estén o no bajo la acción de efectivo. La mecánica se divide en las áreas de cinemática, dinámicay estático. Prácticamente todos los movimientos que tienen lugar en nuestra vida diaria pueden describirse mediante las ecuaciones de esta área.

El estudio de mecánica es de gran importancia para un amplio abanico de profesiones, además de ser el contenido de física más demandado en el ExamenNacionaldelEnseñandoPromedio (Y también). Algunos profesionales lo tratan a diario, como ingenierosciviles,ingenierosagrónomos,ingenierosmecánica,ingenieroshidráulico, arquitectos,pilotosenavión, físico y otros.

La mecánica se divide en cinemática, dinámica y estática.
La mecánica se divide en cinemática, dinámica y estática.

¿Qué estudia la mecánica?

El objeto del estudio de la mecánica es la movimiento, por lo que es un área de estudio muy extensa. Entre las diversas posibilidades de estudio, destacamos algunas que fueron desarrolladas por la investigación en mecánica:

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A órbitas planetarias, satélites y asteroides, descritos por ley de la gravitación universal y por el Leyes de Kepler.

Las leyes de la mecánica nos permiten calcular la velocidad y la altura para colocar satélites en órbita.
Las leyes de la mecánica nos permiten calcular la velocidad y la altura para colocar satélites en órbita.
  • LA trayectoriade cohetes, balas, dardos y flechas explicados a través de las ecuaciones de lanzamiento de proyectil.

  • O flujo de fluido, descrito por la ecuación de continuidad, capaz de explicar el vuelo de los aviones así como las situaciones hidrostático, en el que los fluidos están en reposo.

  • O máquina de operación simple, como planos inclinados, poleas, montacargas, básculas, etc.

  • LA trayectoria de la partícula cargado eléctricamente moviéndose bajo la acción de campos eléctricos y magnético, como en el fenómeno de la aurora boreal.

  • cuerpos en caída libre o incluso cuerpos que caen acelerados por la gravedad, pero sufren la acción de la resistencia del aire.

veaademás:Aprende a resolver ejercicios de cinemática.

Mientras estudias física, es posible que te encuentres con el término mecánicaclásico, dicho término se relaciona con el conocimiento del área que es aplicable exclusivamente a situacionesmacroscópico. Para los otros casos, que requieren una explicación del movimiento de partículas diminutas, como átomos y moléculas, se utiliza otro tipo de mecánica, llamada mecánica cuántica.

Además de la mecánica clásica y la mecánica cuántica, existe la mecánica relativista, una rama de la física derivada de los descubrimientos del físico Albert Einstein. Esta rama de la mecánica estudia el comportamiento de los cuerpos que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

cinemática

cinemática es el campo de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas de este movimiento. Es decir, estudiamos situaciones que ocurren desde el momento en que un cuerpo inicia su estado de movimiento.

En el contexto de la cinemática, que se ve en la escuela secundaria, se estudian los siguientes tipos de movimiento:

movimiento uniforme

movimiento uniforme es aquel en el que la rapidez de un cuerpo es constante, viajando solo en línea recta. La ecuación principal utilizada para estudiar el movimiento uniforme es la función de posición horaria, que se muestra a continuación:

movimiento uniformemente variado

movimiento uniformemente variado es el nombre que se le da al tipo de movimiento en el que la velocidad de un cuerpo cambia a ritmos constantes. En el caso de que el movimiento tenga su velocidad aumentada, decimos que es un movimientoacelerado, si la velocidad disminuye, decimos que es un movimientoretrasado.

A ecuaciones más importantes para la descripción de movimiento uniformemente variado son las funciones horarias de posición, velocidad y Ecuación de Torricelli, revisa cada una de estas ecuaciones ahora:

movimiento circular uniforme

Movimiento circular es aquel donde el la dirección de la velocidad de un móvil cambia constantemente, para que tu distancia a un punto de espacio permanecerconstante. Aunque se le llama movimiento circular uniforme, este movimiento es acelerado, ya que para describir una trayectoria circular es necesaria la existencia de un aceleración centrípeta.

En el estudio del movimiento circular, nos encontramos con una gran cantidad de ecuaciones, tal como existen: ecuaciones que calculan desplazamiento y velocidadescalada; ecuaciones que calculan grandezasangular, tales como velocidadangular; y, finalmente, ecuaciones que sirven para relacionar estos dos tipos de cantidades.

Echa un vistazo a algunos de los más importantes ecuaciones de movimiento circular:

La velocidad angular está determinada por la frecuencia o el período de rotación.
La velocidad angular está determinada por la frecuencia o el período de rotación.
La velocidad escalar está determinada por el producto de la velocidad angular y el radio de rotación.
La velocidad escalar está determinada por el producto de la velocidad angular y el radio de rotación.
La frecuencia de un movimiento circular corresponde a la inversa de su período.
La frecuencia de un movimiento circular corresponde a la inversa de su período.

movimiento circular uniformemente variado

MovimientoCircularigualmentediverso (MCUV) es un caso un poco más general de MCU. En él, además de un aceleracióncentrípeto, hay aceleracionesangular y tangencialconstantes, que hacen que la velocidad angular del móvil varíe uniformemente. Como lo hacemos en movimiento uniformemente variado, en el estudio de MCUV usamos funciones horarias muy similares de posición y velocidad, mira:

La fórmula, similar a la del MUV, se puede utilizar para determinar la posición angular.
La fórmula, similar a la del MUV, se puede utilizar para determinar la posición angular.
Función horaria de la velocidad angular para un movimiento circular uniformemente variado.
Función horaria de la velocidad angular para un movimiento circular uniformemente variado.


Vea también:¿Qué es el trabajo mecánico?

Dinámica

A dinámica Se estudian las causas que dieron lugar a algún movimiento. En este sentido, estudiamos las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, las cantidades de movimiento, la energía mecánica, la impulso y las cantidades relacionadas con los movimientos de rotación, como la esfuerzo de torsión es el horaangular.

Las bases para el estudio de la dinámica del Bachillerato son las TresleyesenNewtona partir de ellos se derivan las demás ecuaciones de la subárea., y tambien de cinemática. Vea algunas de las fórmulas más importantes utilizadas en el estudio de la dinámica:

estático

Estática estudia el condiciones de equilibrio en los cuerposextenso, es decir, determina cuáles deben ser las medidas o la intensidad de fuerzas y momentos de torsión para que un cuerpo de dimensiones no despreciables pueda permanecer en equilibrio. En el estudio de la estática, las leyes de Newton se utilizan ampliamente.

La roca que se muestra en la figura está en una condición de equilibrio estático.
La roca que se muestra en la figura está en una condición de equilibrio estático.

Mecánica en Enem

Entre todas las áreas de la física, la mecánica es la que más está presente en las preguntas de ENEM, por lo que es muy importante que seas capaz de:

  • comprender O significado detrás de las ecuaciones cinemáticas, pudiendo relacionarlas tanto con situaciones reales como con sus gráficos;

  • identificar y clasificar movimientos progresivos, regresivos, acelerados y uniformes;

  • entender el concepto de referencial y comprender qué son los movimientos relativos;

  • saber como aplicar Las tres leyes de Newton en los contextos más diferentes;

  • entender el concepto de energía mecánica, cinética y potencial y saber operar con estas cantidades;

  • hacer cálculos de colisión utilizar la cantidad de movimiento y la conservación de la energía mecánica;

  • conocer y comprender el funcionamiento Las leyes de Kepler y su relación con la ley de la gravitación universal;

  • entender cómo deben aplicarse las condiciones de equilibrio estático de los cuerpos cuyas dimensiones no pueden despreciarse;

  • comprender las causas y los efectos de movimientos de partículas y saber describirlos en forma de ecuaciones.

Vea también: Física nuclear: estudio de las partículas constituyentes del núcleo atómico

Por mí. Rafael Helerbrock

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