Este documento trata sobre la cinemática, que estudia las leyes del movimiento de objetos sólidos centrándose en la trayectoria en función del tiempo mediante el uso de la velocidad y la aceleración. Define conceptos básicos como el espacio y tiempo absolutos, el móvil, y métodos para medir la velocidad como el radar de tráfico y el tacómetro. También explica conceptos como el centro instantáneo de rotación, el teorema de los tres CIR, y cómo calcular velocidades mediante el método de los CIR y el polígon

1. Elaborado por:
Yolbert Peralta.
C.I. 20.321.615
Tutor: Diana Daboin
Instituto Universitario de Tecnología
«Antonio José de Sucre»
Extensión Barquisimeto

2. Es la rama de la física que estudia las leyes
del movimiento de los objetos sólidos y se limita,
principalmente, al estudio de la trayectoria en función
del tiempo. Para ello utiliza la velocidad y la aceleración,
que son las dos principales magnitudes que describen
cómo cambia la posición en función del tiempo.
La velocidad se determina como el cociente entre
el desplazamiento y el tiempo utilizado, mientras que
la aceleración es el cociente entre el cambio
de velocidad y el tiempo utilizado.

3. ELEMENTOS BÁSICOS DE LA CINEMÁTICA
Espacio
absoluto
Este espacio es el
escenario donde
ocurren todos
los fenómenos
físicos, y se supone
que todas las leyes
de la física se
cumplen
rigurosamente en
todas las regiones
del mismo. El
espacio físico se
representa
mediante
un espacio
euclidiano.
Tiempo
absoluto
Transcurre del mismo
modo en todas las
regiones
del Universo y que es
independiente de la
existencia de los
objetos materiales y
de la ocurrencia de
los fenómenos físicos
El móvil
Es el punto
material o partícula;
cuando en la
cinemática se estudia
este caso particular de
móvil, se
denomina Cinemática
de la partícula, y
cuando el móvil bajo
estudio es un cuerpo
rígido se lo puede
considerar
un sistema de
partículas y hacer
extensivos análogos
conceptos; en este
caso se le
denomina cinemática
del sólido rígido o
del cuerpo rígido.

4. Para medir la velocidad de los vehículos se
dispone del radar de tráfico cuyo funcionamiento se
basa en el efecto Doppler. El tacómetro es un indicador
de la velocidad de un vehículo basado en la frecuencia
de rotación de las ruedas. Los caminantes disponen
de podómetros que detectan las vibraciones
características del paso y, suponiendo una distancia
media característica para cada paso, permiten calcular
la distancia recorrida.

5. CENTRO INSTANTÁNEO DE ROTACIÓN
 Si el cuerpo realiza un movimiento general el
centro instantáneo de rotación se mueve
respecto al cuerpo de un instante a otro. Su
posición se puede conocer en cada instante
por intersección de las direcciones
perpendiculares a la velocidad de dos de sus
puntos.
Es el punto del cuerpo o de su
prolongación en el que la velocidad
instantánea del cuerpo es nula.
 Si un objeto realiza un giro alrededor de
un punto, dicho punto es el centro
instantáneo de rotación o polo de
velocidades.

6. Es el punto de dos sólidos o de su
prolongación en el que la velocidad instantánea es
igual para los dos sólidos. Es decir, es el punto en
el que no existe velocidad relativa entre ambos
sólidos.
El centro instantáneo de rotación de un
sólido rígido es un caso particular de centro
instantáneo de rotación relativo en el que uno de
los dos sólidos es el eslabón fijo

7. El teorema de los tres sirve para encontrar los
centros instantáneos de rotación relativos en un
mecanismo, que no sean de obtención directa. Su
enunciado es el siguiente:
«Si tenemos tres eslabones (sólidos rígidos) animados de
movimiento relativo entre ellos (ya sea que estén o no
conectados entre sí) los centros instantáneos de rotación
relativos entre los tres eslabones han de estar alineados»

8. Con el método de los CIR, no
es necesario calcular la velocidad de un
punto que una físicamente dos barras,
sino que calculando la velocidad del CIR
relativo de dos eslabones podemos
considerar que conocemos la velocidad
de un punto que pertenece
indistintamente a cualquiera de los dos
eslabones.

9. 1. Identificar los eslabones a los
que pertenecen:
a) El punto de velocidad conocida.
b) El punto de velocidad
desconocida.
c) El eslabón de referencia o barra
fija
2. Se hallan los tres CIR relativos
correspondientes a las barras, que
estarán en línea recta según nos
indica el Teorema de Kennedy.
3. Se calcula la velocidad del CIR
relativo de los dos eslabones no
fijos, considerándolo como un
punto perteneciente a la barra de
velocidad conocida
4. Se considera la velocidad
hallada como la de un punto del
eslabón cuya velocidad queremos
hallar. Conociendo la velocidad de
un punto del eslabón (CIR) y su
centro de giro podemos encontrar
la de cualquier otro punto del
mismo.
CALCULO DE LAS
VELOCIDADES POR
CIR

10. Una curva polar es el lugar
geométrico de todas las posiciones
alcanzadas por el centro instantáneo
de rotación, o polo de velocidades,
de un eslabón con respecto a otro.

11. POLÍGONO DE VELOCIDADES
Es la técnica más fácil y rápida para analizar
las velocidades de un mecanismo.
La construcción de velocidades de forma
gráfica realmente se funda en la ecuación vectorial
VX = VA + VXA
Donde:
Vx: es la velocidad, en general desconocida, de un punto X
cualquiera del mecanismo.
VA: es la velocidad conocida de otro punto del mismo eslabón al
que pertenece X.
VXA: es la velocidad relativa de X con respecto a A.