21. TRAYECTORIA Y POSICIÓN DE UN MÓVIL
Clases de Física para el grado 1° de Bachillerato en España.
Clase No. 21: Trayectoria y posición de un móvil.

Conceptos y ejemplos de trayectorias y posiciones de un móvil en diferentes movimientos.

Tema: El Movimiento y su Descripción.
Material producido por #julioprofe en 2010, junto con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 En cinemática se define trayectoria como la línea continua que describe un cuerpo en movimiento. Según la trayectoria, los movimientos se clasifican en rectilíneos, curvilíneos y erráticos. El movimiento rectilíneo es aquel donde la trayectoria descrita por el móvil es una línea recta. Ejemplo, un atleta que corre los 100 metros planos. Una pelota que cae libremente. El movimiento curvilíneo es aquel donde la trayectoria descrita por el móvil es una línea curva. Por ejemplo, el looping, es decir la acrobacia aérea consistente en realizar un círculo vertical. Allí podemos apreciar la figura y esta es una trayectoria circular, es decir, una curva plana. Otro ejemplo es el salto de un motociclista. Allí podemos apreciar la figura y tenemos una trayectoria parabólica, es decir, una curva plana. Otro ejemplo es el movimiento de traslación de la tierra alrededor del sol. Allí podemos ver la figura y tenemos, en este caso, una trayectoria elíptica, que es también una curva plana. El movimiento del coche de una montaña rusa. Allí podemos apreciar la figura y tenemos una curva espacial. El movimiento errático es aquel donde la trayectoria descrita por el móvil es una línea irregular y no obedece a una forma geométrica definida. Por ejemplo, el movimiento browniano. Este movimiento se observa en partículas microscópicas que se desplazan en movimientos aleatorios sin razón aparente. Un ejemplo de ello son pequeñas partículas de polen que se mueven en una gota de agua. De la geometría sabemos que una línea está formada por muchos puntos. Pues bien, cada punto de la trayectoria de un cuerpo en movimiento es lo que se conoce como la posición del móvil. La posición de un móvil se determina con respecto del cero u origen del sistema o marco de referencia elegido para estudiar el movimiento. En un movimiento unidimensional la posición del móvil queda determinada por la coordenada SDT sobre el eje que se ha tomado como sistema de referencia. Miremos esta situación. Allí tenemos el eje X graduado en metros y un ciclista que se mueve hacia la derecha y que en el tiempo cero se encuentra en la posición menos 2. Luego SD0 es igual a menos 2 metros. El ciclista sigue moviéndose y en el tiempo dos segundos se encuentra en la posición cero. Es decir que SD2 es igual a cero. Sigue moviéndose y en el tiempo 7 segundos se encuentra en la posición 2, es decir que SD7 es igual a 2 metros. En un movimiento bidimensional o tridimensional la posición del móvil queda determinada por el vector RDT, llamado vector posición, que se traza desde el origen del sistema de referencia hasta el punto donde se encuentra la partícula en un instante específico. Miremos el caso de un movimiento bidimensional. Como sistema de referencia tenemos el plano cartesiano formado por los ejes X e Y y también apreciamos el origen marcado con O. Tenemos la trayectoria de una partícula en movimiento, esa línea plana que apreciamos. Allí tenemos la partícula en un instante específico situada en la coordenada X, Y de ese plano cartesiano. Tenemos entonces el origen y la posición de la partícula en un instante T cualquiera. El vector que une el origen con ese punto donde se encuentra la partícula en ese instante T es el vector posición RDT, que como podemos ver tiene dos componentes, una componente en X y otra componente en Y. Ambas componentes dependen de la variable T, es decir del tiempo. Ahora miremos el caso de un movimiento tridimensional que se desarrolla en el espacio. En este caso el sistema de referencia es el espacio generado por los tres ejes X, Y y Z que apreciamos en pantalla. Allí tenemos entonces la trayectoria de una partícula en movimiento, en este caso se trata de una línea espacial. Tenemos la partícula situada en la coordenada X, Y y Z. Tenemos entonces el origen y la posición de la partícula en un instante T cualquiera. El vector que une el origen con ese punto donde se encuentra la partícula es el vector posición RDT. Y en este caso podemos ver que tiene tres componentes X, Y y Z que dependen cada una de la variable T, es decir del tiempo.
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