La cinemática es uno de los campos principales de la física, se basa en el estudio del comportamiento de los cuerpos en base a su movimiento.
La palabra cinemática puede llevarnos a intuir que el análisis de una situación física puede tratarse como si de una película se tratase, en este caso debemos tomar en cuenta cuestiones como las posiciones y el tiempo e ir analizando que va ocurriendo a medida que la situación cambia. Esto sería muy parecido a analizar en base a los fotogramas de una película.
Campo de estudio de la cinemática
En concreto, la cinemática es una rama de la mecánica que se basa en el estudio de los movimientos de los cuerpos sin atender a las causas que pueden producir ese movimiento.
Es decir, se analiza el movimiento sin pensar en cómo suceden.
¿Qué es un movimiento?
Antes que nada, debemos atender a la cuestión de ¿qué es un movimiento?, ¿cuándo podemos decir que nos movemos?, ¿En algún momento estamos quietos?
Tal vez parezcan preguntas triviales, pero en verdad nunca estamos detenidos, siempre nos movemos, es más, nos movemos a gran velocidad por el cosmos junto con la Tierra y el Sistema Solar.
El caso es que todo movimiento es relativo, es correcto decir que no nos movemos, pero para ello, desde un punto de la física, es necesario definir ese movimiento en base otro cuerpo.
Por ejemplo, “Estoy parado en la esquina de la Escuela”. En ese caso, decimos que estamos quietos con respecto a “la Escuela” o directamente a la superficie de la Tierra.
¿Siempre estamos en movimiento?
Si pensamos en el ejemplo anterior, parados en una esquina, si bien para nosotros no nos movemos, si alguien nos ve desde fuera de la Tierra, con un telescopio verá que nos movemos junto con la Tierra a gran velocidad.
Si nos ve de una distancia mas grande, verá que nos movemos además con el Sistema Solar a incluso una velocidad mayor.
Volvemos entonces a que todo movimiento es relativo, todos los cuerpos se mueven dependiendo del punto de vista.
¿Qué necesito para analizar un movimiento?
Tomando en cuenta todo lo anterior. Para analizar un movimiento la cinemática nos propone usar un punto de referencia con la cuál decir si un cuerpo se mueve o no.
Sistema de Referencia(S.R.)
Este punto es el llamado Sistema de Referencia, su utilidad es situar en ese punto el origen de coordenadas si usamos.
Una cosa importante es ubicar el Sistema de Referencia que escojamos en un punto que sea fijo ya que eso simplifica mucho las cosas. Podemos usar un lugar como una escuela, un supermercado, parque o similar. Esto es algo que hacemos constantemente en la vida cotidiana, por ejemplo, cuando decimos, “estoy a madia cuadra del super”, “voy por la avenida, estoy a media cuadra de tu casa”.
Posición(x)
Desde un punto de vista formal, la posición debe ser definida en base a un Sistema de Referencia, con ello podemos describir el lugar exacto donde se encuentra un objeto.
La forma correcta de describir la posición sería, “Juan se encuentra a unos 20 metros a la izquierda de la Escuela”, en este caso usamos como S.R. la escuela y sabemos que Juan estará a unos 20 metros a la izquierda de ella.
Desplazamiento(Δx)
El desplazamiento, tal y como la indica la letra Δ(delta del alfabeto griego) es una variación de las posiciones, suponiendo que un cuerpo cambia de posición el desplazamiento sería la distancia entre las posiciones inicial y final de un cuerpo.
En este punto ya estaríamos analizando un movimiento.
El tiempo y los movimientos
Lo cierto es que, para aportar en el análisis, al incorporar el tiempo podemos analizar no solo cuanto se movió sino el como lo hizo. Esto permite calcular y predecir donde estará un cuerpo luego de cierto tiempo o saber cuanto tiempo se tardará un movimiento.
Movimiento Rectilíneo Uniforme(MRU)
Este es uno de los movimientos que se pueden analizar con mayor facilidad, esto se debe a que tal y como su nombre indica es un movimiento en línea recta y con velocidad constante.
El hecho de que la velocidad sea constante facilita enormemente las cosas, ya que al no variar nos permite analizar de forma sencilla todo un movimiento.
Tomado en cuenta el concepto de velocidad, debemos aclarar que existen dos tipos de velocidades que nos interesan en este punto, la velocidad instantánea, que indica la velocidad en cada instante de tiempo(al igual que el velocímetro de un coche) y la velocidad media, esta es un promedio de todas las velocidades instantáneas de un movimiento.
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado(MRUV)
En este caso, estamos frente a un movimiento donde la velocidad varía de forma constante, esto quiere decir que por espacios de tiempo iguales(por ejemplo por cada segundo) la velocidad varía de forma constante.
Para analizar este tipo de movimiento es necesario atender al concepto de aceleración, útil para medir el cambio en la velocidad. Al igual que como pasa con la velocidad, la aceleración puede ser instantánea o media al hacer un promedio de las aceleraciones de un movimiento.