Movimiento

El movimiento se define como el cambio en la posición de un cuerpo en el espacio con respecto a un punto de referencia dentro de un intervalo de tiempo definido. El movimiento es estudiado por la física, específicamente en las ramas de la cinemática y la dinámica.

Entre estas dos áreas de la física, la cinemática se ocupa del estudio del movimiento de los cuerpos sin considerar lo que causa este, mientras que la dinámica, también estudia el movimiento de los cuerpos, pero tomando en cuenta lo que hace que estos estén en movimiento.

Tipos de movimiento

Movimiento uniforme

Es aquel donde, durante todo el trayecto, la magnitud de la velocidad es constante, es decir: a intervalos de tiempo iguales se tienen desplazamientos iguales.

Movimiento acelerado

Se trata del movimiento donde existe un cambio (disminución o aumento) en la magnitud de la velocidad.

Movimiento rectilíneo

Es el movimiento cuya trayectoria es una línea recta. Este puede ser tanto uniforme como acelerado. Matemáticamente, los movimientos uniformes son descritos mediante ecuaciones de carácter lineal, mientras que los que presentan aceleración con términos, por lo general, cuadráticos.

Movimiento circular

Tipo de movimiento donde las posiciones que el cuerpo toma se dan alrededor de un eje, estando todas a la misma distancia de este, estableciendo un radio. Este también puede ser uniforme o acelerado. Las representaciones matemáticas de estos movimientos suelen ser dadas en términos de funciones seno y coseno, ya que resulta más práctico describirlas en desplazamientos angulares que en coordenadas cartesianas.

Movimiento parabólico

Es un tipo de movimiento donde las trayectorias dibujan una parábola. Particularmente, este tipo de movimiento se da mediante una combinación entre movimiento uniforme en la “base” de la parábola y movimiento acelerado en la zona lateral de la parábola.

Movimiento periódico u oscilatorio

Es el tipo de movimiento donde el cuerpo posee una tendencia a pasar por un punto específico con cierta regularidad. Debido a esta regularidad, el movimiento es descrito en términos de senos y cosenos, por el carácter oscilatorio de estas expresiones matemáticas.

Elementos del movimiento

Existen algunos factores que se deben de tener en cuenta en el momento de estudiar el movimiento de los cuerpos.

Posición

La posición de un cuerpo es el lugar que ocupa en el espacio con respecto a un punto de referencia. Este punto de referencia debe ser siempre especificado, ya que es un parámetro que se debe tener en cuenta para realizar mediciones.

Trayectoria

Es la traza que se dibuja a partir de las distintas posiciones que el cuerpo fue tomando durante su movimiento. Las trayectorias dependen del tipo de movimiento que realiza el cuerpo; estos pueden ser rectilíneos o curvilíneos; circulares (movimiento de una rueda), elípticas (movimiento de los planetas), parabólicas (movimiento de proyectiles), entre otros.

Distancia

Es la longitud de la traza que conecta de la forma más directa posible el punto inicial y final del movimiento, representado cuánto se movió un objeto de su ubicación inicial. Es importante notar que la distancia puede entenderse como la longitud de la línea recta que une el inicio y el final de una trayectoria, sin embargo esto es cierto solo sobre superficies planas; en superficies curvas, se toma la curva de menor longitud.

Velocidad

Cantidad de espacio que recorre un cuerpo en un intervalo de tiempo dado. Se define matemáticamente como el cociente entre la distancia recorrida y el tiempo que tomo este desplazamiento. Existen dos tipos de velocidades:

• Velocidad media: Es la calculada dentro de un intervalo de tiempo relativamente amplio, desde unas horas a segundos.
• Velocidad instantánea: Esta es la medida de la velocidad en un instante dado. Se consigue considerando intervalos de tiempo que tienden a valer cero, lo que se podría entender como un instante. Este tipo de cómputos son comprendidos dentro del cálculo diferencial, una rama de la matemática que estudia los efectos de pequeñas variaciones.

Un detalle importante que diferencia a la velocidad media de la instantánea, es que la primera solo toma en cuenta la distancia recorrida y el tiempo que tomo recorrerla, asumiendo que el movimiento se dio de forma continua y sin ninguna variación. Con esto, utilizar la velocidad media implica dejar de lado información que responde a lo que ocurrió durante el trayecto.

Aceleración

Cambio en alguna propiedad de la velocidad de un cuerpo dentro de un intervalo de tiempo. Esta cantidad también puede clasificarse como aceleración media o aceleración instantánea, siguiendo la esencia de las definiciones asociadas a la velocidad.

Ejemplos

• Movimiento de un automóvil en línea recta: Este es un clásico ejemplo de movimiento rectilíneo. Generalmente los diseñadores de automóviles tienen una pista recta en donde se ponen a prueba ciertas características de este, como el tiempo que tarda en alcanzar su velocidad crítica (velocidad que el motor puede soportar) o su aceleración.
• Movimiento de un proyectil: Especialmente aplicado al área de balística, donde los personales del peritaje necesitan saber la dirección y el ángulo de impacto para poder determinar un lugar tentativo de donde fue ejecutado el disparo.
• Movimiento de los planetas: Desde Kepler es sabido que el movimiento de los planetas se da en una trayectoria elíptica, quien además estableció unas leyes para describirlas y predecir sus posiciones.
• Movimiento de las manecillas del reloj: Este es el mejor ejemplo de un movimiento circular uniforme, ya que cada manecilla posee un desplazamiento angular igual en iguales intervalos de tiempo.
• Movimiento de un péndulo: Los movimientos oscilatorios se basan en las expresiones matemáticas que describen el movimiento de un péndulo. En situaciones ideales, cuando esto se