movimiento es el cambio en la posición de un objeto con respecto a su entorno en un intervalo de tiempo dado. El movimiento se describe matemáticamente en términos de desplazamiento , distancia , velocidad, aceleración y velocidad . El movimiento de un cuerpo se observa adjuntando un marco de referencia a un observador y midiendo el cambio en la posición del cuerpo con respecto a ese marco.
Si la posición de un objeto no cambia con respecto a un marco de referencia dado (punto de referencia), se dice que el objeto está en reposo , inmóvil , inmóvil , estacionario o que tiene una posición constante ( invariante en el tiempo ) con referencia a sus alrededores. El momento es una cantidad que se utiliza para medir el movimiento de un objeto. El impulso de un objeto está directamente relacionado con la masa y la velocidad del objeto , y el impulso total de todos los objetos en un sistema aislado (uno no afectado por fuerzas externas) no cambia con el tiempo, como lo describe la ley de conservación del impulso.. El movimiento de un objeto no puede cambiar a menos que sea accionado por una fuerza .
Como no hay un marco de referencia absoluto , no se puede determinar el movimiento absoluto . [1] Por lo tanto, se puede considerar que todo en el universo se está moviendo. [2] : 20-21
El movimiento se aplica a varios sistemas físicos: a objetos, cuerpos, partículas de materia, campos de materia, radiación, campos de radiación, partículas de radiación, curvatura y espacio-tiempo. También se puede hablar de movimiento de imágenes, formas y límites. Entonces, el término movimiento, en general, significa un cambio continuo en la configuración de un sistema físico en el espacio. Por ejemplo, se puede hablar del movimiento de una onda o del movimiento de una partícula cuántica, donde la configuración consiste en probabilidades de ocupar posiciones específicas.
Leyes del movimiento [ editar ]
En física, el movimiento de cuerpos masivos se describe a través de dos conjuntos relacionados de leyes de la mecánica. Las mociones de todos los objetos a gran escala y familiares en el universo (tales como coches , proyectiles , planetas , células , y los seres humanos ) se describen por la mecánica clásica , mientras que el movimiento de muy pequeñas atómica y sub-atómicas objetos es descrito por la mecánica cuántica . Históricamente, Newton y Euler formularon tres leyes de la mecánica clásica:
| Primera ley : | En un marco de referencia inercial , un objeto permanece en reposo o continúa moviéndose a unavelocidad constante , a menos que se aplique una fuerza neta . |
| Segunda ley : | En un marco de referencia inercial, la suma vectorial de las fuerzas F en un objeto es igual a lamasa m de ese objeto multiplicada por la aceleración a del objeto: F = m a . |
| Tercera ley : | Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce simultáneamente una fuerza igual en magnitud y opuesta en dirección al primer cuerpo. |
Mecánica clásica [ editar ]
| Parte de una serie de artículos sobre |
| Mecanica clasica |
|---|
La mecánica clásica se utiliza para describir el movimiento de objetos macroscópicos , desde proyectiles a partes de maquinaria , así como objetos astronómicos , como naves espaciales , planetas , estrellas y galaxias . Produce resultados muy precisos dentro de estos dominios, y es uno de los más antiguos y grandes en ciencia , ingeniería y tecnología .
La mecánica clásica se basa fundamentalmente en las leyes del movimiento de Newton . Estas leyes describen la relación entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y el movimiento de ese cuerpo. Fueron compilados por primera vez por Sir Isaac Newton en su obra Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , publicada por primera vez el 5 de julio de 1687. Las tres leyes de Newton son:
- Un cuerpo está en reposo o se mueve con velocidad constante, hasta y a menos que se le aplique una fuerza externa.
- Un objeto viajará en una dirección solo hasta que una fuerza exterior cambie su dirección.
- Cada vez que un cuerpo ejerce una fuerza F sobre un segundo cuerpo (en algunos casos, que está parado), el segundo cuerpo ejerce la fuerza - F sobre el primer cuerpo. F y - F son iguales en magnitud y opuestos en sentido. Así, el cuerpo que ejerce F irá hacia atrás. [3]
Las tres leyes del movimiento de Newton fueron las primeras en proporcionar con precisión un modelo matemático para comprender los cuerpos orbitantes en el espacio exterior . Esta explicación unificó el movimiento de los cuerpos celestes y el movimiento de los objetos en la tierra.
La mecánica clásica se extendió aún más por la relatividad especial y la relatividad general de Albert Einstein . La relatividad especial se refiere al movimiento de objetos con una alta velocidad , acercándose a la velocidad de la luz , cuando la mecánica newtoniana ya no es correcta. La relatividad general es necesaria para manejar elmovimiento gravitatorio cuando se debe tener en cuenta la curvatura del espacio, lo cual es ignorado por la mecánica newtoniana.
Movimiento uniforme:
 |
En esta sección ' falta información sobre la información en la última oración de esta sección no se proporciona información suficiente y completa' . ( Octubre 2017 )
|
Cuando un objeto se mueve con una velocidad constante en una dirección particular a intervalos regulares de tiempo, se conoce como movimiento uniforme. Por ejemplo: una bicicleta que se mueve en línea recta con una velocidad constante.
Ecuaciones de movimiento uniforme:
Si = velocidad final, = velocidad inicial, = aceleración, = tiempo, = desplazamiento, entonces:
Mecánica cuántica [ editar ]
La mecánica cuántica es un conjunto de principios que describen la realidad física en el nivel atómico de la materia ( moléculas y átomos ) y las partículas subatómicas ( electrones , protones , neutrones e incluso partículas elementales más pequeñas , como los quarks ). Estas descripciones incluyen el comportamiento simultáneo de onda y partícula tanto de la materia como de la energía de radiación tal como se describe en la dualidad onda-partícula . [ cita requerida ]
En la mecánica clásica, se pueden calcular mediciones precisas y predicciones del estado de los objetos, como la ubicación y la velocidad . En la mecánica cuántica, debido al principio de incertidumbre de Heisenberg , el estado completo de una partícula subatómica, como su ubicación y velocidad, no se puede determinar simultáneamente. [ cita requerida ]
Además de describir el movimiento de los fenómenos a nivel atómico, la mecánica cuántica es útil para comprender algunos fenómenos a gran escala como la superfluidez , la superconductividad y los sistemas biológicos , incluida la función de los receptores del olfato y las estructuras de las proteínas . [ cita requerida ]
Lista de movimientos humanos "imperceptibles" [ editar ]
Los seres humanos, como todas las cosas conocidas en el universo, están en constante movimiento; [2] : 8–9 sin embargo, aparte de los movimientos obvios de las diversas partes externas del cuerpo y la locomoción , los humanos están en movimiento en una variedad de formas que son más difíciles de percibir . Muchos de estos "movimientos imperceptibles" solo se pueden percibir con la ayuda de herramientas especiales y una observación cuidadosa. Las escalas más grandes de movimientos imperceptibles son difíciles de percibir para los humanos por dos razones: las leyes de movimiento de Newton (particularmente la tercera) que impiden la sensación de movimiento en una masa a la que está conectado el observador, y la falta de un marco de referencia obvio.lo que permitiría a los individuos ver fácilmente que se están moviendo. [4] Las escalas más pequeñas de estos movimientos son demasiado pequeñas para ser detectadas convencionalmente con los sentidos humanos .
Universo [ editar ]
El espacio - tiempo (el tejido del universo) se está expandiendo, lo que significa que todo en el universo se está estirando como una banda de goma . Este movimiento es el más oscuro, ya que no es un movimiento físico como tal, sino un cambio en la naturaleza misma del universo. La principal fuente de verificación de esta expansión fue proporcionada por Edwin Hubble, quien demostró que todas las galaxias y objetos astronómicos distantes se estaban alejando de la Tierra, conocida como la ley de Hubble , predicha por una expansión universal. [5]
Galaxia [ editar ]
La Vía Láctea se está moviendo a través del espacio y muchos astrónomos creen que la velocidad de este movimiento es de aproximadamente 600 kilómetros por segundo (1,340,000 mph) en relación con las ubicaciones observadas de otras galaxias cercanas. Otro marco de referencia lo proporciona el fondo de microondas Cosmic . Este marco de referencia indica que la Vía Láctea se está moviendo a unos 582 kilómetros por segundo (1,300,000 mph). [6] [ verificación fallida ]
Sol y sistema solar [ editar ]
La Vía Láctea está girando en torno a su denso centro galáctico , por lo tanto el sol se mueve en un círculo dentro de la galaxia s de la gravedad . Lejos de la protuberancia central, o borde exterior, la velocidad estelar típica está entre 210 y 240 kilómetros por segundo (470,000 y 540,000 mph). [7] Todos los planetas y sus lunas se mueven con el sol. Así, el sistema solar se está moviendo.
Tierra [ editar ]
La Tierra está girando o girando alrededor de su eje . Esto se evidencia por el día y la noche , en el ecuador la tierra tiene una velocidad hacia el este de 0.4651 kilómetros por segundo (1,040 mph). [8] La Tierra también está orbitando alrededor del Sol en una revolución orbital . Una órbita completa alrededor del sol tarda un año , o aproximadamente 365 días; promedia una velocidad de unos 30 kilómetros por segundo (67,000 mph). [9]
Continentes [ editar ]
La Teoría de la tectónica de placas nos dice que los continentes se desplazan en corrientes de convección dentro del manto, lo que hace que se muevan a través de la superficie del planeta a una velocidad lenta de aproximadamente 2,54 centímetros (1 pulgada) por año. [10] [11] Sin embargo, las velocidades de las placas varían ampliamente. Las placas que se mueven más rápido son las placas oceánicas, con la placa Cocosavanzando a una velocidad de 75 milímetros (3.0 pulgadas) por año [12] y la Placa del Pacífico moviéndose 52–69 milímetros (2.0–2.7 pulgadas) por año. En el otro extremo, la placa de movimiento más lento es la placa euroasiática., progresando a una tasa típica de aproximadamente 21 milímetros (0.83 in) por año.
Cuerpo interno [ editar ]
El corazón humano se contrae constantemente para mover la sangre por todo el cuerpo. A través de venas y arterias más grandes en el cuerpo, se ha encontrado que la sangre viaja a aproximadamente 0,33 m / s. Aunque existe una variación considerable, y los flujos máximos en las venas cavas se han encontrado entre 0,1 y 0,45 metros por segundo (0,33 y 1,48 pies / s). [13] además, los músculos lisos de los órganos internos huecos se mueven. Lo más familiar sería la aparición de peristalsis, que es donde los alimentos digeridos son forzados a lo largo del tracto digestivo.. Aunque diferentes alimentos viajan a través del cuerpo a diferentes velocidades, una velocidad promedio a través del intestino delgado humano es de 3.48 kilómetros por hora (2.16 mph). [14] El sistema linfático humano también está causando constantemente movimientos de exceso de líquidos , lípidos y productos relacionados con el sistema inmunológico en todo el cuerpo. Se ha encontrado que el líquido linfático se mueve a través de un capilar linfático de la piel a aproximadamente 0,0000097 m / s. [15]
Células [ editar ]
Las células del cuerpo humano tienen muchas estructuras que se mueven a través de ellas. La transmisión citoplásmica es una forma en que las células mueven sustancias moleculares a lo largo del citoplasma , [16]varias proteínas motoras funcionan como motores moleculares dentro de una célula y se mueven a lo largo de la superficie de diversos sustratos celulares, como los microtúbulos , y las proteínas motoras suelen ser impulsadas por la hidrólisis de adenosina trifosfato (ATP), y convierte la energía química en trabajo mecánico. [17]VesículasSe ha encontrado que la propulsión por proteínas motoras tiene una velocidad de aproximadamente 0.00000152 m / s. [18]
Partículas [ editar ]
De acuerdo con las leyes de la termodinámica , todas las partículas de materia están en movimiento aleatorio constante siempre que la temperatura esté por encima del cero absoluto . Así, las moléculas y los átomos que forman el cuerpo humano vibran, chocan y se mueven. Este movimiento puede ser detectado como temperatura; Las temperaturas más altas, que representan una mayor energía cinética en las partículas, son cálidas para los humanos que sienten que la energía térmica se transfiere del objeto que se toca a sus nervios. De manera similar, cuando se tocan objetos a temperaturas más bajas, los sentidos perciben la transferencia de calor lejos del cuerpo como sensación de frío. [19]
Las partículas subatómicas [ editar ]
Dentro de cada átomo, los electrones existen en una región alrededor del núcleo. Esta región se llama la nube de electrones . De acuerdo con el modelo del átomo de Bohr , los electrones tienen una alta velocidad , y cuanto mayor sea el núcleo que están orbitando, más rápido necesitarían moverse. Si los electrones se "mueven" alrededor de la nube de electrones en rutas estrictas de la misma manera que los planetas orbitan alrededor del Sol, entonces se requeriría que los electrones lo hagan a velocidades que exceden la velocidad de la luz. Sin embargo, no hay razón para que uno deba limitarse a sí mismo a esta conceptualización estricta, a que los electrones se mueven en caminos de la misma manera que lo hacen los objetos macroscópicos. Más bien, uno puede conceptualizar que los electrones son "partículas" que existen caprichosamente dentro de los límites de la nube de electrones.[20] Dentro del núcleo atómico , los protones y los neutrones también se están moviendo debido a la repulsión eléctrica de los protones y la presencia del momento angular de ambas partículas. [21]
Luz [ editar ]
La luz se propaga a 299,792,458 m / s, a menudo aproximada a 299,792 kilómetros por segundo (186,282 mi / s) en el vacío. La velocidad de la luz (o c ) es también la velocidad de todas las partículas sin masa y camposasociados en el vacío, y es el límite superior de la velocidad a la que puede viajar la energía, la materia, la información o la causalidad ; La velocidad de la luz es el límite de velocidad para todos los sistemas físicos.
Además, la velocidad de la luz es una cantidad invariante: tiene el mismo valor, independientemente de la posición o la velocidad del observador. Esta propiedad hace que la velocidad de la luz c una unidad de medida natural para la velocidad.
Tipos de movimiento [ editar ]
- Movimiento armónico simple (por ejemplo, el de un péndulo ).
- Movimiento lineal : movimiento que sigue una trayectoria lineal recta , y cuyo desplazamiento es exactamente el mismo que su trayectoria .
- Movimiento recíproco
- Movimiento browniano (es decir, el movimiento aleatorio de partículas)
- Movimiento circular (por ejemplo, las órbitas de los planetas)
- Movimiento rotatorio - un movimiento sobre un punto fijo. (por ejemplo, rueda de la fortuna ).
- Movimiento curvilíneo : se define como el movimiento a lo largo de una trayectoria curva que puede ser plana o en tres dimensiones.
- Movimiento rotacional
- Movimiento de rodar - (a partir de la rueda de una bicicleta)
- Oscilatorio - (balanceándose de lado a lado)
- Movimiento vibratorio
- Movimientos combinados (o simultáneos): combinación de dos o más movimientos arriba mencionados
- Movimiento de proyectil - movimiento horizontal uniforme + movimiento vertical acelerado
No hay comentarios:
Publicar un comentario