En el universo físico todas las partículas al interactuar entre sí producen movimientos.

Todo se mueve. Desde los electrones alrededor de los protones y neutrones, hasta la vía láctea respecto a otras galaxias.

Ejemplos de movimientos:

1. La Luna alrededor de la Tierra.
2. Las moléculas de agua dentro de las nubes.
3. Mercurio alrededor del Sol.
4. El dióxido de carbono en la atmósfera.
5. Los glóbulos rojos en nuestra sangre.
6. La arena del norte de África hasta el Amazonas por el viento.
7. El cloruro de sodio en el agua de mar.

La ciencia del movimiento

La cinemática es la rama de la física que tiene por objeto la descripción del movimiento sin tener en cuenta su causa. La cinemática proporciona el lenguaje y las técnicas para predecir la posición futura y el movimiento de diversos cuerpos partiendo de la noción de espacio y tiempo y de la definición de cantidades relacionados como posición, desplazamiento, velocidad y aceleración.[1]

Marco de referencia del movimiento

La Luna se mueve alrededor de la Tierra, La Tierra se mueve alrededor del Sol, El sistema Solar se mueve alrededor de la Constelación de Orión…

Siempre que hablamos de movimiento tenemos la necesidad de señalar un punto o marco de referencia, en el caso mencionado antes, Tierra, Sol, Orión.

La importancia del punto de referencia

Los objetos se mueven unos con relación a otros, cuando decimos esta pelota se mueve, o aquel carro está en reposo (no se mueve) lo hacemos con relación al observador fijo en un sitio, en una acera, en el banco de un parque.

Por ello, los conceptos de movimiento y reposo son relativos al punto de referencia.

Ejemplos:

• Si voy en un automóvil azul por una larga autopista a 80 km/h y veo a otro automóvil verde que se acerca lentamente y poco a poco pasa a mi lado y se aleja a 10 km/h, para un observador estacionado en el hombrillo de la autopista el automóvil verde viaja a 90 km/h.
• Si en un centro comercial que tienen en paralelo dos escaleras mecánicas, una para subir y otra para bajar, y ambas se mueven a la misma velocidad de medio kilómetro por hora (0,5 km/h), tenemos por la escalera mecánica que sube a una mujer, y esta al observar la escalera mecánica que baja ve a un joven que no se mueve respecto a ella, o que al igual que ella va subiendo a su misma velocidad. Sin embargo, para alguien que está bajando por la escalera mecánica y está viendo la travesura del joven, que va subiendo por la escalera mecánica que baja, lo ve subir a una velocidad de un kilómetro y medio por hora (1,5 km/h).

Posición

Una vez determinado el punto de referencia, debemos indicar dónde está el observador para fijar la posición de un objeto.

Ejercicio:

• Indique desde dónde se tomó la fotografía a la persona de la figura 1

Sistema de Coordenadas Cartesianas rectangulares

Ejemplo:

Vector Posición

El vector posición, como todo vector, es un segmento orientado, es decir con dirección y sentido.

Ejemplo:

Ejemplos:

Una vez fijado el marco de referencia, el vector posición nos permite determinar de manera precisa la posición que ocupa un objeto en un momento determinado.

Trayectoria

Para hablar de la trayectoria de un objeto o partícula, tal como hemos venido explicando se debe fijar un punto de referencia, de lo contrario no es posible especificar dicha trayectoria.

La trayectoria es un camino que en su movimiento describe un objeto o partícula. A medida que transcurre el tiempo los distintos puntos establecidos por el vector posición determinan la trayectoria del mismo.

Si la trayectoria es una recta, el movimiento es rectilíneo. Si es una curva es curvilíneo. Los movimientos curvilíneos toman el nombre de la curva que describen, si la curva es una circunferencia el movimiento es circular, si es una parábola es un movimiento parabólico.[3] Si es una elipse como en el caso de los planetas es un movimiento elíptico. Hay también movimientos sinusoidales, pendulares, helicoidales, etc.

Ejemplo:

Entre dos posiciones cualesquiera se pueden trazar muchas trayectorias, entre dos ciudades conocidas por ti posiblemente se puede ir de una a otra de varias maneras por diferentes rutas o de diferentes modos. Se puede ir por un camino en un automóvil, otra posible trayectoria es la que se hace por la vía del tren, otra andando por un camino a través de valles y montañas, otra en íkaro o parapente, en fin hay múltiples trayectorias.

Por ello, dentro de la física para analizar un movimiento de translación de un punto a otro, determinados por los vectores posición de esos puntos se requiere de la definición de una cantidad vectorial, el vector desplazamiento.

Vector Desplazamiento

El vector desplazamiento es un vector que se define como el que une el punto inicial del objeto o partícula determinado por el vector posición inicial con el punto final determinado por el vector posición correspondiente.

Ejemplo:

Ejemplo:

Un autobús dentro de una ciudad tiene asignada una ruta denominada circunvalación, toca veintidós puntos distintos en la ciudad,

La Posición y la Trayectoria son el preámbulo conceptual para comprender la velocidad y la aceleración del movimiento de una partícula u objeto cualquiera.

 

Ángel Míguez Álvarez

 

[1] Simonpietri, Z. (1 991). La Cinemática. Venezuela, Caracas. CENAMEC. p. 2

[2] Frente, arriba, lado izquierdo

[3] Maiztegui, A., Sábato, J. (1 973). Introducción a la física. Argentina, Buenos Aires. Kapelusz. p. 81