Ciencias Básicas Plan Común
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DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO I TEMAS 1. El movimiento
El movimiento es el cambio de posición que experimenta un cuerpo a través del tiempo, respecto a un sistema arbitrario de referencia. El movimiento es relativo Cuando dos personas observan un movimiento desde posiciones distintas, cada una de ellas percibirá el movimiento a su manera, lo cual es correcto, pero distinto. Por lo tanto, las mediciones que se hagan de un movimiento dependerán del sistema de referencia que se adopte. Clasificación de los movimientos por el sistema de referencia De acuerdo con el estado de movimiento del cuerpo, los movimientos se pueden clasificar en dos tipos:
2. Trayectoria y desplazamiento Trayectoria Es la curva imaginaria que va trazando un cuerpo al moverse. Por ejemplo, para la figura, la trayectoria es la ruta que sigue la mariposa desde una posición inicial hasta una posición final. Existen infinitas trayectorias. Distancia recorrida o camino recorrido Corresponde a la longitud de la trayectoria descrita. Es una magnitud escalar, por lo tanto, para nuestro estudio la mediremos en metros o centímetros. Desplazamiento Es el vector que une la posición inicial de la trayectoria con la posición final de ésta. El tamaño de este vector se llama módulo del desplazamiento. Esta magnitud vectorial se mide en metros en el sistema S.I. y centímetros en el sistema C.G.S. Si seguimos estudiando la mariposa, el vector desplazamiento une el punto inicial con el punto final de vuelo de la mariposa. Corresponde a la flecha roja de la figura. Existe sólo 1 vector desplazamiento por análisis.
La trayectoria más corta es la línea recta y ésta coincide con el módulo del desplazamiento. Es una medida de qué tan aprisa se mueve un cuerpo. Por ejemplo, la rapidez se puede relacionar con un automóvil que recorre un cierto número de metros por segundo, o un cierto número de kilómetros por hora. Luego podemos decir que la rapidez es el cuociente entre el camino recorrido y el intervalo de tiempo que tarda en recorrer dicha distancia. Por lo tanto, la ecuación de rapidez nos queda de la siguiente manera:
Es una magnitud escalar y se mide en [m/s] en el Sistema Internacional (S.I.) Es una medida de qué tan aprisa se mueve un objeto y en que dirección y sentido lo hace. Es una magnitud vectorial y sus unidades de medida son las mismas que las de rapidez media. Unidades para rapidez y velocidad Velocidad = desplazamiento ® ® ® ®
V = d = Xf - Xi t tf - ti
Clasificación de los movimientos por su trayectoria De acuerdo con la trayectoria que describe el cuerpo, los movimientos pueden ser clasificados en dos tipos:
La P.S.U. comprende solamente movimientos rectilíneos. 5. Aceleración media Por ejemplo, si un pájaro vuela siempre con la misma velocidad, no hay aceleración. Pero si el pájaro comienza repentinamente a detenerse o apurarse, entonces tenemos aceleración. Luego podemos decir que la aceleración es el cuociente entre la velocidad media y el intervalo de tiempo correspondiente. Es una magnitud vectorial y sus unidades de medida son: Unidades para aceleración Por lo tanto, la ecuación para la aceleración nos queda de la siguiente manera: Aceleración = Variación de velocidad ® ® ® ®
a = DV= vf - v i Dt tf - ti
La aceleración al ser un vector puede ser:
El signo nos indica solamente el sentido de la aceleración Por ejemplo, si el caballo de la figura acelera a favor del eje, tiene aceleración positiva. Si el caballo de la figura acelera en contra del eje, tiene aceleración negativa.
6. Clasificación de los movimientos por su rapidez
Movimiento uniforme rectilíneo (M.U.R.) Se caracteriza por ser un movimiento con velocidad constante.
1.- Este movimiento se rige por la siguiente ecuación, llamada itinerario
Si el móvil parte del origen Xi = 0, la posición final es igual a la distancia recorrida (Xf = d), con lo cual la ecuación nos queda: V= d 7. Comportamiento gráfico de un Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) Si realizamos un gráfico distancia versus tiempo Para este movimiento, se tiene una línea recta ascendente, la cual indica que el móvil recorre distancias iguales en intervalos iguales, y que el móvil se desplaza a favor del eje, es decir, se aleja del origen elegido. Si el móvil se desplaza en contra del eje, la línea es descendente. Si la línea es paralela al eje del tiempo, significa que el móvil está en reposo.
Si realizamos un gráfico velocidad versus tiempo Para este movimiento, se tiene una línea recta paralela al eje del tiempo, la cual indica que la velocidad es constante en el tiempo. Si la línea es arriba del eje del tiempo, la velocidad es positiva (a favor del eje). Si la línea es abajo del eje del tiempo, la velocidad es negativa (en contra del eje).
El área entre la curva y el eje del tiempo de un gráfico cualquiera, velocidad versus tiempo, representa la distancia recorrida por el móvil en el intervalo de tiempo. 8. Movimientos rectilíneos con aceleración constante Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A.) El móvil aumenta uniformemente su velocidad. Movimiento rectilíneo uniformemente retardado (M.R.U.R) El móvil disminuye uniformemente su velocidad. Ecuaciones de movimiento
Donde: Practica las fórmulas y compararlas con en el siguiente interactivo:
9. Comportamiento gráfico de los Movimientos rectilíneos uniformemente acelerados La forma del gráfico distancia versus tiempo es un arco de parábola, pues, por ser un movimiento acelerado, el móvil recorre distancias cada vez mayores en intervalos iguales. La forma del gráfico velocidad versus tiempo es una línea recta ascendente, la cual indica que la velocidad aumenta en forma constante en el tiempo. El área bajo la curva representa la distancia recorrida por el móvil en el intervalo de tiempo. La forma del gráfico aceleración versus tiempo es una línea recta paralela al eje de las abscisas, la cual indica que la aceleración es constante. El área bajo la curva representa el aumento de velocidad del móvil.
10. Comportamiento gráfico de los Movimientos rectilíneos uniformemente retardados La forma del gráfico distancia versus tiempo es un arco de parábola, pues, por ser un movimiento acelerado, el móvil recorre distancias cada vez menores en intervalos iguales.
La forma del gráfico velocidad versus tiempo es una línea recta descendente, la cual indica que la velocidad disminuye en forma constante en el tiempo. El área bajo la curva representa la distancia recorrida por el móvil en el intervalo de tiempo.
La forma del gráfico aceleración versus tiempo es una línea recta paralela al eje de las abscisas, la cual indica que la aceleración es negativa y constante. El área bajo la curva representa el aumento de velocidad del móvil.
Aquí encontrarás una síntesis de la clase. Utilízala para reforzar los contenidos revisados durante esta sesión. |
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