Prof. Ciencias Naturales y Física
Ingrid Fuentes N.
Es el cambio de posición de un objeto en el tiempo
respecto a un marco de referencia dado (puede ser
cualquier punto, persona u objeto, pero se utiliza
comúnmente un sistema de coordenadas).
Sistema de coordenadas unidimensional
Se utiliza para describir situaciones en que el
movimiento se produce en una única dimensión, es
decir, en un solo eje. Por ejemplo la recta numérica.
Sistema de coordenadas bidimensional
Se utiliza para describir situaciones en que el movimiento se
produce en dos dimensiones simultáneamente. Por ejemplo,
el plano cartesiano, donde el movimiento bidimensional, se
modela usando los ejes x e y.
Sistema de coordenadas tridimensional
Se utiliza para modelar movimientos espaciales que no
pueden ser reducidos solo a dos planos, ya que contienen las
dimensiones arriba-abajo, derecha-izquierda y adelante-atrás.
Un ejemplo corresponde al espacio cartesiano x, y, z.
(Ej. el vuelo de un ave).
1. Trayectoria: es la línea continua por la cual un cuerpo
se mueve, y corresponde a la curva o recta que une
las posiciones sucesivas de un móvil observado desde
un marco de referencia.
2. Móvil: se denomina móvil a cualquier objeto cuyo
movimiento se este estudiando.
3. Posición:
Es el lugar donde se
encuentra
un
móvil
respecto de una referencia.
4. Distancia recorrida:
Corresponde a la longitud
de la trayectoria del móvil
o una parte de ella,
usualmente se designa con
una (Δd).
5. Cuerpo: En física, se utiliza para referirse a un objeto
o ser vivo.
6.Trayectoria cerrada: cuando la
trayectoria de un cuerpo inicia y
finaliza en el mismo punto, para
cierto intervalo de tiempo, su
desplazamiento es igual a cero.
Ejercicios:
1. Francisca camina 20 metros hacia el norte, luego 15 metros
hacia el este y finalmente 10 metros de nuevo hacia el
norte. Dibuja la trayectoria de Francisca y determina la
distancia que recorrió en todo el movimiento.
2.Pedro camina 20 metros hacia el norte, 15
metros hacia el este y luego 10 metros
hacia el sur. Dibuja su trayectoria y
determina la distancia que recorrió en
total.
7. Desplazamiento: Es la variación de posición que
experimenta un cuerpo. Se representa como el vector
que une los puntos inicial y final de una trayectoria y
no depende de la forma de la trayectoria seguida. Se
designa como (Δx).
Ejercicio:
1. Del problema anterior, determina
el módulo de desplazamiento de
Francisca.
Ejercicio:
1. Del problema anterior, determina
el módulo de desplazamiento de
Francisca.
Desarrollo
Ejercicios:
1. El esquema muestra la posición de una hormiga en
diferentes instantes durante su recorrido por una rama recta.
El recorrido comienza en A y avanza hasta B, donde gira y
regresa hasta C. Allí vuelve a girar para detenerse en D.
Determine:
a. ¿Cuál es el desplazamiento de la hormiga?
b. ¿Cuál es la distancia recorrida por la hormiga durante todo el trayecto?
1. Rapidez media: Se calcula como la razón entre la
distancia recorrida por un móvil (Δd) y el tiempo
empleado en recorrerla (Δt). Y se expresa como:
Donde:
v: es la rapidez media medida en m/s en el Sistema
Internacional de Unidades (S.I.)
Δd: es la distancia recorrida medida en metros (m)
Δt: es el tiempo medido en segundos (s)
2. Rapidez instantánea: corresponde al valor de la rapidez que
tiene un cuerpo en cualquier instante.
3. Velocidad media: Indica el cambio de posición del cuerpo
en el tiempo. A diferencia de la rapidez, la velocidad es una
magnitud vectorial pues indica el módulo, la dirección y el
sentido del movimiento de un móvil. Se expresa como el
cociente entre el desplazamiento y el tiempo transcurrido:
Ejercicios:
1. A continuación se muestra la trayectoria de Francisca;
viaja 20 m al norte dobla a la derecha y recorre 15 m y
luego gira hacia el norte nuevamente para recorrer 10 m
en esa dirección. Considerando que el trayecto completo
se realiza en 54 s, calcula la rapidez media y el módulo de
la velocidad media de Francisca en su viaje.
2. Una bolita rueda 12 m a través de un camino rectilíneo
hecho de distintos materiales:1 m es de baldosa, 5 m son de
tierra y lo que queda es de cemento. Si demora 1 s en
recorrer la baldosa 10 s en recorrer la tierra y se sabe que en
el cemento tiene una rapidez de 0.7 m/s. Encontrar:
a) la rapidez de la bolita cuando viaja por la baldosa y la
tierra.
b) el tiempo que demora en su viaje por el cemento, y
c) la rapidez media de su movimiento.
1. Aceleración: En física la aceleración se asocia al aumento
de la rapidez, pero la aceleración involucra cualquier
cambio de velocidad ocurrido durante un cierto tiempo.
Cuando un cuerpo en movimiento
aumenta o disminuye su velocidad
(rapidez) en la misma cantidad cada
segundo, entonces se dice que su
aceleración es constante.
La aceleración media
, nos permite conocer el cambio
que experimentó la velocidad durante todo el proceso del
movimiento. Se obtiene como la variación de la velocidad
en un intervalo de tiempo, es decir:
La unidad de medida de la aceleración en el S.I. es el
El signo de la aceleración depende
de dos cosas:
a. Que la velocidad esté aumentando
o disminuyendo.
b. El movimiento del cuerpo en
relación al marco de referencia.
Entonces:
- Si un móvil está disminuyendo su rapidez (está frenando),
entonces el signo de la aceleración es contrario a la velocidad.
- Si un móvil aumenta su rapidez, la aceleración tiene el mismo
signo que la velocidad.
Ejercicios:
1. Un conejo salta en línea recta con una velocidad constante
de 4 m/s cuando ve que un zorro se acerca. En ese
momento, comienza a acelerar y llega a una velocidad de 19
m/s en 3 s. ¿Cuál fue la aceleración media del conejo?
2.Un automovilista que viaja con una velocidad constante de
90 km/h ve que el semáforo al frente suyo cambia a luz
roja. Inmediatamente pisa el freno y disminuye la velocidad
hasta que se detiene en un lapso de 8 s. ¿Cuál fue la
aceleración media del automóvil?.
3.Una moto que parte del reposo hacia el sur alcanza una
rapidez de 30 m/s, al cabo de 5 s. ¿Cuál es su aceleración
media?
Cinemática: es al parte de la mecánica que estudia las leyes del
movimiento de los cuerpos, sin considerar las causas que lo originan.
El movimiento de un cuerpo en una trayectoria rectilínea puede
desarrollarse de diversas maneras:
- Si el cuerpo se mueve con velocidad constante se denomina
movimiento rectilíneo uniforme, mientras que si mantiene
aceleración constante se llama movimiento uniformemente
acelerado.
Cuando un cuerpo se mueve de tal
modo que su velocidad permanece
constante o invariante en el tiempo, se
dice que describe un movimiento
rectilíneo uniforme, que se abrevia
MRU.
¿Cómo determinamos la distancia recorrida en un MRU?
Si conocemos la velocidad y el tiempo empleado del MRU de
un cuerpo, podemos determinar la distancia recorrida, que en
este caso corresponde al desplazamiento.
Cuando el movimiento que experimenta un cuerpo es una
trayectoria rectilínea y su velocidad experimenta variaciones
iguales en intervalos de tiempo también iguales, se dice que
tiene un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, que
se abrevia MRUA.
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