¿Qué es el movimiento?: En física se
entiende por movimiento al cambio de posición que experimenta un cuerpo en el
espacio en un determinado período de tiempo. Todo movimiento depende del sistema
de referencia desde el cual se lo observa.
El movimiento de los cuerpos se
estudia mediante la cinemática y la dinámica y ambas se integran dentro de la
mecánica.
La mecánica clásica estudia fenómenos que involucran cuerpos
macroscópicos con velocidades pequeñas comparadas a la de la luz.
• Movimiento
rectilíneo. Describe un cuerpo cuya trayectoria es lineal y con una velocidad y
aceleración paralelas. Suele estudiarse en dos casos puntuales:
- Movimiento
Rectilíneo Uniforme. Describe un cuerpo que posee velocidad constante, es decir,
aceleración nula.
- Movimiento Rectilíneo Uniformemente acelerado. Describe un
cuerpo que posee una aceleración constante.
- Movimiento circular uniforme.
Describe un cuerpo que se mueve alrededor de un eje de giro, con un radio y una
velocidad angular constantes, trazando una circunferencia. En este tipo de
movimiento los cuerpos poseen una aceleración en dirección al centro del
círculo.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO: Los elementos del movimiento son sus
caracterizaciones o propiedades describibles, y son los siguientes:
- Trayectoria.
Es la línea con que se puede describir el movimiento de un cuerpo puntual y que,
conforme a su naturaleza, puede ser:
. Rectilínea. Línea recta sin variaciones en
su trayectoria.
. Curvilíneo. Línea curva, o sea, un fragmento de circunferencia.
. Circular. Circunferencia completa.
. Elíptico. Fragmento de una elipse o elipse
completa.
. Parabólico. Línea parabólica.
Distancia. (X): Es la cantidad de
espacio recorrido por el móvil en su desplazamiento.
Velocidad (V). Es la
relación entre la distancia recorrida y el tiempo en que el móvil la recorre (a
mayor velocidad, más distancia por unidad de tiempo recorre un cuerpo).
Aceleración(a). Es la variación de la velocidad (velocidad final menos velocidad
inicial) por unidad de tiempo. La trayectoria que ha seguido un cuerpo en su
movimiento es la línea que resulta de unir todos los puntos por los que ha
pasado el móvil o posiciones ocupadas por el cuerpo que se mueve. Hay que
distinguir entre espacio recorrido y desplazamiento, dos conceptos que se usan
indistintamente en el lenguaje cotidiano.
• Espacio recorrido: es el espacio o
distancia que recorre el móvil sobre la trayectoria desde el punto de partida
hasta el punto final del movimiento.
• Desplazamiento: es la distancia que hay,
en línea recta, desde el punto de partida y el punto final del movimiento. Ambos
son medidas de distancia por lo que la unidad en que se miden en el Sistema
Internacional de unidades (en adelante, SI) es el metro, m.
Velocidad (V):
Distancia recorrida por el móvil en unidad de tiempo v= distancia recorrida/
tiempo empleado v= x/t
Aceleración: Cambio de velocidad del móvil en unidad de
tiempo. La velocidad puede cambiar de dos maneras. O aumenta o disminuye. Cuando
aumenta decimos que está acelerado. Cuando disminuye está desacelerado. a=
Vf-Vi/ t
CAÍDA LIBRE.
El principio de caída de los cuerpos plantea que todos los
cuerpos dejado caer desde la misma altura y en el mismo instante, independiente
de su masa, peso, forma, tamaño, y despreciando la resistencia del aire, llegan
al piso al mismo tiempo debido a que la tierra atrae los cuerpos con una
aceleración gravitacional de 9.8 m/s2 (también conocida como gravedad)
La caída
libre es un caso especial de movimiento con aceleración constante (MUA), porque
la aceleración debida a la gravedad es siempre constante y hacia abajo. Esto es
cierto incluso cuando un objeto es lanzado hacia arriba o tiene velocidad cero.
Por ejemplo, cuando una pelota se lanza hacia arriba en el aire, la velocidad de
la bola inicialmente es hacia arriba. Como la gravedad la jala hacia la Tierra
con una aceleración constante g, la magnitud de la velocidad disminuye a medida
que la pelota se aproxima a la altura máxima.
En el punto más alto de su
trayectoria, la pelota tiene velocidad cero, y la magnitud de la velocidad
aumenta nuevamente a medida que la bola cae hacia la Tierra Las personas creen
erróneamente que la velocidad final para un objeto que cae es cero porque los
objetos se detienen una vez que tocan el suelo. En los problemas de física, la
velocidad final es la velocidad justo antes de tocar el suelo. Una vez que toca
el suelo, el objeto ya no está en caída libre.
EJEMPLOS
Para resolver este problema es
necesario despejar la ecuación de velocidad para obtener la de distancia: V= x/t
x= v.t
2. Calcular la aceleración (en m/s2) que se aplica para que un móvil que
se desplaza en línea recta a 90.0 km/h reduzca su velocidad a 50.0 km/h en 25
segundos.
La velocidad inicial del móvil es
Sustituimos los datos en la fórmula de la aceleración que
obtuvimos anteriormente:
Por tanto, la aceleración es de −0.4m/s2.
Como la
velocidad inicial es positiva y el móvil va frenándose, entonces la aceleración
es negativa.
3. ¿Qué tiempo tardará un automóvil en recorrer 600 km con una
velocidad de 80 km/h?
Datos conocidos
X= 600 Km
V=80Km/h
Dato a buscar
t=?
t=
x/v
Reemplazamos valores
t= (600 Km)/(80 Km/h)
Se simplifican las unidades y se
realiza la división
t= 7.5 h
4 ¿Qué distancia habrá recorrido un avión después
de 4 h con una velocidad de 600 km/h?
X=?
t=4 h
v= 600 Km/h
x= v.t
x= 600 Km/h x
4h x= 2400 km
5 Luisa tarda 3 minutos para recorrer los 90 m de distancia que
hay entre su casa y el colegio ¿cuál es su velocidad?
t= 3 minutos
x= 900 m
v=
x/t
v= 900 m/ 3 minutos
v= 30 m/min.
EJERCICIOS
1. Calcula la velocidad de un
coche que recorre 80 m en 2 s.
2. Una moto recorre 1 km en 40 s a velocidad
constante. Calcula su velocidad en m/s y en km/h.
3. Una persona corre 10 km en
30 minutos. Otra persona recorre 45000 m en 5 horas ¿Cuál es más rápida?
4.
Daniel vive en una vereda de Duitama, a 50 km de la ciudad. Cada mañana tarda en
llegar 30 min y continúa su camino atravesando la ciudad hasta que después de
1,5 h llega al colegio. ¿A qué distancia de su casa se encuentra el colegio?
5.
Un motociclista marcha a una velocidad de 70 km/h a) ¿Cuánto tarda en recorrer
los 2100 m que le separan de su destino? b) Si quisiera regresar en 20 s. ¿Cuál
sería su velocidad? c) Si hubiera marchado a esa velocidad desde el principio
¿Qué espacio habría recorrido?
6. Calcula la velocidad de un coche que recorre 80 m
en 2 s.
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