1. Cinemática: describir el movimiento sin estudiar sus causas

1.1 Una pregunta con dos niveles

Observamos una bicicleta que avanza por una calle. Podemos preguntar cómo se mueve: dónde estaba al comenzar, qué camino siguió, cuánto tardó y cómo cambió su velocidad. También podemos preguntar por qué se mueve así: qué efecto producen el pedaleo, el rozamiento o la pendiente.

Son preguntas relacionadas, pero no idénticas. Separarlas permite construir modelos más claros. La cinemática responde la primera: describe el movimiento mediante posiciones y tiempos, sin analizar todavía las interacciones que lo originan.

En programación ocurre algo parecido. Primero podemos definir la evolución de la posición de un personaje y comprobar su trayectoria. Más adelante podremos calcular esa evolución a partir de fuerzas y otras reglas físicas.

1.2 ¿Qué estudia la cinemática?

La cinemática es la parte de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos. Para describirlo utiliza principalmente estas magnitudes:

• Posición: indica dónde se encuentra el objeto respecto de un sistema de referencia.
• Tiempo: permite ordenar los sucesos y medir cuánto dura un cambio.
• Desplazamiento: representa el cambio entre una posición inicial y una final.
• Velocidad: describe cómo cambia la posición con el tiempo.
• Aceleración: describe cómo cambia la velocidad con el tiempo.

Estas magnitudes responden dónde, cuándo y cómo cambia el movimiento. No indican por sí solas qué lo causa.

1.3 Cinemática y dinámica no son lo mismo

En este curso aceptaremos la posición, la velocidad o la aceleración como datos o reglas del modelo. El análisis de sus causas corresponde al curso posterior de Fuerzas y Leyes de Newton.

1.4 Movimiento y reposo dependen del observador

Un objeto está en movimiento si su posición cambia con el tiempo respecto de una referencia. Una persona sentada dentro de un tren está en reposo respecto del asiento, pero se mueve respecto de una estación.

Por eso la frase “el objeto se mueve” está incompleta si no indicamos, al menos de manera implícita, desde dónde lo observamos. En el próximo tema formalizaremos el móvil, el observador, el sistema de referencia y el reloj.

1.5 El móvil y el modelo de partícula

Llamamos móvil al objeto cuyo movimiento estudiamos. Puede ser una persona, un vehículo, una pelota o incluso un punto generado por un programa.

Muchas veces no necesitamos representar su forma, tamaño ni orientación. Podemos sustituirlo por una partícula: un punto que concentra la información relevante para ubicar el objeto. Esta idealización es útil cuando sus dimensiones son pequeñas frente a las distancias del problema o cuando solo interesa el recorrido de un punto particular.

El modelo tiene límites. Un automóvil puede tratarse como partícula para estudiar un viaje entre ciudades, pero no para comprobar si entra en un espacio de estacionamiento. Simplificar es válido cuando conservamos las características necesarias para responder la pregunta.

1.6 Describir un movimiento

Una descripción cinemática debe permitir reconstruir el estado del móvil a lo largo del tiempo. En un caso sencillo puede incluir:

1. el objeto que se estudia;
2. el sistema de referencia y sus coordenadas;
3. el instante inicial y la forma de medir el tiempo;
4. la posición inicial;
5. una tabla, gráfico, fórmula o algoritmo que indique cómo evoluciona la posición.

Por ejemplo, “el vehículo se encuentra en x = 10 m cuando t = 0 s y su posición aumenta 2 m cada segundo” es una descripción cinemática elemental. No explica qué mecanismo lo impulsa, pero permite calcular dónde estará.

1.7 Distintas representaciones del mismo movimiento

Un movimiento puede comunicarse mediante palabras, tablas, gráficos, fórmulas o código. Cada representación destaca aspectos diferentes y todas deben ser coherentes entre sí.

La tabla contiene valores particulares. La fórmula resume todos los instantes del modelo. Un gráfico permitiría reconocer visualmente la evolución, mientras que un algoritmo serviría para calcularla y mostrarla en una simulación.

1.8 Actividad interactiva: observar sin explicar

Modificá la posición inicial y la rapidez del móvil. La actividad describe su evolución, pero deliberadamente no supone ninguna causa para el movimiento.

Al llegar a 100 m, la animación se detiene. El modelo puede predecir la posición porque conoce una regla de evolución. No necesita inventar un motor, una fuerza ni una fuente de energía: esos elementos no forman parte de la pregunta cinemática.

1.9 Del modelo al algoritmo

Podemos traducir la descripción anterior a variables. Usaremos posicionM para la posición en metros, velocidadMps para la velocidad en metros por segundo y tiempoS para el tiempo en segundos.

const posicionInicialM = 10;
const velocidadMps = 2;

function calcularPosicion(tiempoS) {
  return posicionInicialM + velocidadMps * tiempoS;
}

for (let tiempoS = 0; tiempoS <= 3; tiempoS++) {
  const posicionM = calcularPosicion(tiempoS);
  console.log(`t=${tiempoS} s, x=${posicionM} m`);
}

El programa produce los mismos valores que la tabla. Los nombres incluyen las unidades para reducir ambigüedades, y la función separa la regla cinemática de la presentación de resultados.

1.10 Del movimiento real a la simulación

Una simulación es la ejecución de un modelo. En lugar de observar continuamente el mundo real, el programa representa el estado mediante datos y lo calcula en instantes sucesivos.

El resultado no es el fenómeno: es una representación limitada. Su utilidad depende de los supuestos, los datos iniciales, las reglas elegidas y la precisión numérica. Una animación visualmente convincente también puede contener errores; por eso aprenderemos a contrastar sus resultados con tablas, gráficos y soluciones conocidas.

1.11 Errores frecuentes

• Confundir descripción con explicación: decir que la velocidad aumenta describe un cambio, pero no identifica su causa.
• Omitir la referencia: movimiento y reposo no son afirmaciones absolutas.
• Confundir posición con distancia recorrida: son cantidades diferentes que estudiaremos con detalle.
• Creer que una trayectoria revela todas las velocidades: el camino no indica por sí solo cuánto tarda el móvil ni cómo varía su rapidez.
• Simular sin indicar unidades: un valor 10 podría representar metros, píxeles o kilómetros.
• Considerar perfecto cualquier modelo: toda idealización conserva ciertos aspectos y descarta otros.

1.12 Ejercicios propuestos

1. Clasificá como cinemática o dinámica: “la pelota recorre 8 m en 2 s” y “la pelota cambia su movimiento porque recibe un golpe”.
2. Explicá cómo una persona sentada en un colectivo puede estar simultáneamente en reposo y en movimiento.
3. Indicá cuándo sería razonable representar un tren como partícula y cuándo su longitud sería importante.
4. Un móvil tiene x = 5 m en t = 0 s y avanza 3 m cada segundo. Completá sus posiciones para 1 s, 2 s y 4 s.
5. Escribí una función JavaScript que reciba un tiempo y devuelva la posición del ejercicio anterior.

function posicionDelMovil(tiempoS) {
  const posicionInicialM = 5;
  const velocidadMps = 3;
  return posicionInicialM + velocidadMps * tiempoS;
}

console.log(posicionDelMovil(4), "m");

1.13 Ideas para recordar

• La cinemática describe el movimiento sin estudiar sus causas.
• Un movimiento se define respecto de un sistema de referencia y a lo largo del tiempo.
• Posición, desplazamiento, velocidad y aceleración son magnitudes centrales de la descripción.
• Un móvil puede idealizarse como partícula cuando su forma y tamaño no son relevantes.
• Palabras, tablas, gráficos, fórmulas y algoritmos pueden representar un mismo movimiento.
• Una simulación ejecuta un modelo; no reproduce toda la realidad.

En el próximo tema estudiaremos el móvil, el observador, el sistema de referencia y el reloj.