cinemática

La cinemática es una rama de la mecánica clásica que describe el movimiento de cuerpos sin considerar las causas que lo producen. Su objetivo es cuantificar cómo varían la posición, la velocidad y la aceleración en función del tiempo, a partir de un sistema de referencia. Plantea conceptos como posición, desplazamiento, velocidad, aceleración y trayectoria, y distingue entre movimiento rectilíneo, curvilíneo y movimiento en tres dimensiones.

Las magnitudes básicas son la posición r(t) en tres dimensiones, la velocidad v(t) = dr/dt y la aceleración a(t) = dv/dt. En movimiento rectilíneo se pueden usar las ecuaciones de movimiento: x(t) = x0 + v0 t + (1/2) a t^2; v^2 = v0^2 + 2 a (x - x0). En dos o tres dimensiones, r(t) es vectorial y v y a también son vectores; la trayectoria es el conjunto de posiciones en función del tiempo. Se estudian movimientos específicos como el tiro parabólico, con y sin resistencia del aire, y el movimiento circular uniforme, donde la aceleración es centrípeta.

La cinemática se complementa con la dinámica; mientras la cinemática describe qué sucede, la dinámica explica por qué sucede (fuerzas e interacciones). En problemas prácticos se eligen marcos de referencia y condiciones iniciales para obtener la evolución temporal de las coordenadas. También se emplean modelos simples para obtener soluciones analíticas, y en la física moderna se extiende a la relatividad cuando las velocidades se acercan a la de la luz.