¿Qué son las ecuaciones de movimiento?
Las ecuaciones de movimiento se utilizan para determinar la velocidad, desplazamiento o aceleración de un objeto en movimiento constante. La mayoría de las aplicaciones de las ecuaciones de movimiento se utilizan para expresar cómo un objeto se mueve bajo la influencia de una fuerza lineal constante. Las variaciones de la ecuación básica se utilizan para tener en cuenta los objetos que se mueven en una ruta circular o en una configuración de péndulo.
Una ecuación de movimiento, también conocida como una ecuación de movimiento diferencial, relata matemáticamente y físicamente la segunda ley de movimiento de Newton. La segunda ley de movimiento, según Newton, establece que una masa bajo la influencia de una fuerza acelerará en la misma dirección que la fuerza. La fuerza y la magnitud son directamente proporcionales, y la fuerza y la masa son inversamente proporcionales.
Las ecuaciones de movimiento estándar implican cinco variables. Una variable es para la posición de inicio y finalización del objeto, también conocida como desplazamiento. Dos variables representan la medición de velocidad inicial y finalements, respectivamente conocido como el cambio en la velocidad. La cuarta variable describe la aceleración. La quinta variable representa el intervalo de tiempo.
La ecuación clásica para resolver la aceleración lineal de un objeto se escribe como el cambio en la velocidad dividido por el cambio en el tiempo. La ecuación de la ley de movimiento generalmente se establece utilizando tres variables cinéticas: velocidad, desplazamiento y aceleración. La aceleración se puede resolver mediante el uso de la velocidad y el desplazamiento siempre que la segunda ley de movimiento se aplique al problema.
Cuando un objeto está en aceleración constante a lo largo de una trayectoria rotacional, las ecuaciones de movimiento son diferentes. En esta situación, la ecuación clásica para la aceleración circular de un objeto se escribe utilizando las velocidades iniciales y angulares, el desplazamiento angular y la aceleración angular.
Una aplicación más complicada de las ecuaciones de movimiento esLa ecuación de movimiento del péndulo. La ecuación básica se conoce como la ecuación de Mathieu. Se expresa usando la constante de gravedad para la aceleración, la longitud del péndulo y el desplazamiento angular.
Hay varios supuestos que deben satisfacerse para usar dicha ecuación para un problema que involucra una configuración de péndulo. La primera suposición es que la varilla que conecta la masa con el punto del eje no tiene peso y permanece tenso. La segunda suposición es que la moción se limita a dos direcciones, de ida y vuelta. La tercera suposición es que la energía perdida por la resistencia del aire o la fricción es insignificante. Las variaciones de la ecuación básica se utilizan para tener en cuenta las oscilaciones infinitesimales, los péndulos compuestos y otras configuraciones.