Mecanica cinematica y dinamica

Mecanica cinematica y dinamica

Diferencia entre mecánica y cinemática

En la mecánica de cuerpos rígidos suponemos que todos los objetos son perfectamente rígidos. Esto significa que no cambian ni su forma ni su volumen cuando las fuerzas actúan sobre ellos. Esto simplifica el siguiente análisis mecánico. Por supuesto, las partes del cuerpo humano no son perfectamente rígidas. Las deformaciones suelen complicar demasiado el análisis del movimiento. La mecánica de fluidos se ocupa de la mecánica de gases y líquidos. La mecánica relativista está relacionada con la teoría de la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica describe el comportamiento de los objetos a nivel atómico y subatómico. En biomecánica se utiliza sobre todo la mecánica del cuerpo rígido, que es la más adecuada para describir el movimiento del cuerpo humano y sus partes. Dado que algunos eventos deportivos tienen lugar en un entorno fluido, la biomecánica también utiliza los conocimientos de la mecánica de fluidos. Las pequeñas deformaciones repetidas del cuerpo humano pueden causar lesiones, por lo que también investigaremos en parte la deformación mecánica del cuerpo humano y sus partes.

Diferencia de cinemática y dinámica

Este curso de física es el primero de una serie de cuatro módulos que cubren la mecánica basada en el cálculo. Este módulo revisa la cinemática (la descripción geométrica del movimiento) en el contexto del movimiento unidimensional, multidimensional y circular. También revisa las leyes del movimiento de Newton y examina su aplicación a una amplia variedad de casos.

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Los módulos se basan en el material de Física I del MIT, que es obligatorio para todos los estudiantes de grado del MIT, y se ofrece como una XSeries en edX. Por favor, visite la página del programa XSeries de Mecánica Introductoria para obtener más información y para inscribirse en los cuatro módulos.

Ejemplos de cinemática y dinámica

El «estudio de movimiento» es un término que engloba la simulación y el análisis del movimiento de conjuntos mecánicos y mecanismos. Tradicionalmente, los estudios de movimiento se han dividido en dos categorías: cinemática y dinámica. La cinemática es el estudio del movimiento sin tener en cuenta las fuerzas que lo causan; la dinámica es el estudio de los movimientos que resultan de las fuerzas. Otros términos estrechamente relacionados para los mismos tipos de estudios son dinámica multicuerpo, simulación de sistemas mecánicos e incluso prototipos virtuales.

El análisis cinemático es una tarea más sencilla que el análisis dinámico y es adecuado para muchas aplicaciones que implican piezas móviles. Las simulaciones cinemáticas muestran las posiciones físicas de todas las piezas de un conjunto con respecto al tiempo a medida que éste recorre un ciclo. Esta tecnología es útil para simular el movimiento en estado estacionario (sin aceleración), así como para evaluar el movimiento con fines de interferencia, como las secuencias de montaje de sistemas mecánicos complejos. Muchos paquetes cinemáticos básicos, sin embargo, van un paso más allá al proporcionar «fuerzas de reacción», fuerzas que resultan del movimiento.

Diferencia entre cinemática y dinámica con ejemplos

En la mecánica clásica, la «cinemática» se refiere generalmente al estudio de las propiedades del movimiento -posición, velocidad, aceleración, etc.- sin ninguna consideración de por qué esas cantidades tienen los valores que tienen. «Dinámica» se refiere al estudio de las reglas que rigen las interacciones de estas partículas, que permiten determinar por qué las cantidades tienen los valores que tienen.

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Así, por ejemplo, los problemas que implican un movimiento con aceleración constante («Un coche parte del reposo y acelera a 4m/s/s. ¿Cuánto tarda en recorrer 100 m?») se clasifican como cinemáticos, mientras que los problemas que implican fuerzas («Una masa de 100 g está unida a un muelle con una constante de muelle de 10 N/m y cuelga verticalmente de un soporte. ¿Cuánto se estira el muelle?») se clasifican como «dinámicos».

No te preocupes por ello. Es una distinción arbitraria hecha por los humanos. A la naturaleza no le importa si algún fenómeno puede ser descrito/explicado puramente desde consideraciones cinemáticas o no. No es una distinción fundamental.

Supongo que has entendido que en física hacemos esto todo el tiempo. Si no lo hiciéramos, muchos problemas serían imposibles de abordar sin recurrir a extensas simulaciones por ordenador todo el tiempo. En la mayoría de los problemas que consideramos, ya tenemos alguna idea de la cinemática, lo que permite reducir el espacio de soluciones aceptables. A veces de forma tan drástica (pero eso es sólo para los problemas más sencillos) que podemos resolverlos mediante consideraciones puramente cinemáticas.

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