Lección 3 Análisis del Movimiento Rectilíneo

Presentado por: Niuska Díaz  

Lección N°3

   Estudio de los movimientos rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado y caída libre .

Tiempo del curso: 3 semanas

  

Para dar inicio a esta clase se les da cordialmente la bienvenida a este curso en el cual vamos a demostrar mediante ciertos problemas el uso adecuado de las formulas y también responderemos algunas preguntas como ¿Qué es el MRU? , ¿Qué es el MRUA? Entre otras en las cuales a lo largo de las clases se verán resueltas deseo que con estas clases logren comprender la importancia de la física en nuestro día a día sin más que decir bienvenidos.

CLASE N°1

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE

DEFINICIÓN

El movimiento rectilíneo uniforme (m.r.u.) es aquel con velocidad constante y cuya trayectoria es una línea recta. Un ejemplo claro son las puertas correderas de un ascensor, generalmente se abren y cierran en línea recta y siempre a la misma velocidad.

Observa que cuando afirmamos que la velocidad es constante estamos afirmando que no cambia ni su valor (también conocido como módulo, rapidez o celeridad) ni la dirección del movimiento.

¿Qué es MRU?

Un movimiento rectilíneo uniforme (m.r.u.) es aquel que tiene su velocidad constante y su trayectoria es una línea recta. Esto implica que:

• El espacio recorrido es igual que el desplazamiento.
• En tiempos iguales se recorren distancias iguales.
• La rapidez o celeridad es siempre constante y coincide con el módulo de la velocidad.

¿Cuáles son las ecuaciones utilizadas en este movimiento?

Ecuación de velocidad: En los m.r.u. la velocidad del cuerpo es constante y por tanto igual a la velocidad inicial. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s).

V=V0=CTE

Dónde: v es la velocidad, v₀ es la velocidad inicial

 

Ecuación de posición: El intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo. Dicho intervalo a veces es representado por t y otras por ∆t. En cualquiera de los casos,  t=∆t = tf - ti siendo tf y ti los instantes de tiempo inicial y final respectivamente del movimiento que estamos estudiando. 

x=x0+v.t

Donde:

X₀ es la posición inicial.

V es la velocidad que tiene el cuerpo a lo largo del movimiento.

t es el intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo.

La inclinación de la recta de la gráfica depende de la velocidad. A mayor pendiente, mayor velocidad. Por otro lado, recuerda puedes deducir esta de la gráfica de la fila superior teniendo en cuenta que la distancia recorrida coincide con el área encerrada entre el eje x y la línea que representa la velocidad en el intervalo de tiempo considerado (que en nuestro caso hemos llamado t). ¿Sabrías hacerlo

EXPLICACIÓN DE MRU, EJEMPLOS Y FORMULAS

Ejemplo de un Problema de aplicación

Clase N°2

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

 

Encontrar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en tu día a día es bastante común. Por ejemplo, si dejas caer una moneda al suelo (caída libre), esta realizará un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.). 

DEFINICIÓN

Un cuerpo realiza un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) cuando su trayectoria es una línea recta y su aceleración es constante. Esto implica que la velocidad aumenta o disminuye su módulo de manera uniforme.

Mruv de IlmaBetegon

¿Cómo se le llama a la aceleración responsable del modulo de velocidad?

A la aceleración responsable de que cambie el módulo de la velocidad (también llamado celeridad o rapidez), se le denomina aceleración tangencial.

¿Cuáles son las ecuaciones utilizadas en este movimiento?

Ecuación de velocidad: En los m.r.u. la velocidad del cuerpo es constante y por tanto igual a la velocidad inicial. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s).

donde v=v0 a.t

• Dónde: v₀ es la velocidad inicial.
• a es la aceleración que tiene el cuerpo.
• t es el intervalo de tiempo en el que se estudia el movimiento.

Ecuación de posición: El intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo. Dicho intervalo a veces es representado por t y otras por ∆t. En cualquiera de los casos,  t=∆t = tf - ti siendo tf y ti los instantes de tiempo inicial y final respectivamente del movimiento que estamos estudiando. 

X=X₀+V₀*t +1/2 a*t²

Dónde:

• x₀ es las posición inicial.
• v₀ es la velocidad inicial.
• a es la aceleración.
• t es el intervalo de tiempo en el que se estudia el movimiento.

Gráficamente se trata de una parábola donde x₀ representa la posición inicial del cuerpo y a la aceleración del mismo.

Ecuación de aceleración: Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado (m/s²). Su valor permanece constante y distinto de 0.

a=cte

Cuando:

• a>0, la velocidad aumenta su valor y se dice que el cuerpo está acelerando.
• a<0, la velocidad disminuye su valor y se dice que el cuerpo está frenando.

Observa lo que t representa en las ecuaciones anteriores: El intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo. Dicho intervalo a veces es representado por t y otras por ∆t. En cualquier caso t=∆t = t_f - t_i siendo t_f y t_i los instantes de tiempo inicial y final respectivamente.

Por último, recuerda que, si consideras el eje vertical y, puedes encontrar la ecuación de posición anterior en la forma

y=y0+v0*t+1/2ª*t²

Ejemplo de un Problema de aplicación 

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Clase N°3

Caída libre

De entre todos los movimientos rectilíneos uniformemente acelerados (m.r.u.a.) o movimientos rectilíneos uniformemente variados (m.r.u.v.) que se dan en la naturaleza, existen dos de particular interés: la caída libre y el lanzamiento vertical. En este apartado estudiaremos la caída libre. Ambos se rigen por las ecuaciones propias de los movimientos rectilíneos uniformemente acelerados (m.r.u.a.) o movimientos rectilíneos uniformemente variados (m.r.u.v.)

y=y0+v0t+1/2 a*t²

DE QUE TRATA LA CAIDA LIBRE

En la caída libre un objeto cae verticalmente desde cierta altura H despreciando cualquier tipo de rozamiento con el aire o cualquier otro obstáculo. Se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en el que la aceleración coincide con el valor de la gravedad. En la superficie de la Tierra, la aceleración de la gravedad se puede considerar constante, dirigida hacia abajo, se designa por la letra g y su valor es de 9'8m/s² (a veces se aproxima por 10 m/s²).

¿QUE SE UTILIZA PARA EL ESTUDIO DE LA CAIDA LIBRE?

Para estudiar el movimiento de caída libre normalmente utilizaremos un sistema de referencia cuyo origen de coordenadas se encuentra en el pie de la vertical del punto desde el que soltamos el cuerpo y consideraremos el sentido positivo del eje y apuntando hacia arriba, tal y como puede verse en la figura:

 

Con todo esto nos quedaría:

v0=0; y0=H; a=−g

 

¿Ecuaciones referentes a la caída libre?

La caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en el que se deja caer un cuerpo verticalmente desde cierta altura y no encuentra resistencia alguna en su camino. Las ecuaciones de la caída libre son:

 

y=H−12gt2

v=−g⋅t               a=−g

Donde:

• y: La posición final del cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m)
• v: La velocidad final del cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro  (m/s)
• a: La aceleración del cuerpo durante el movimiento. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado(m/s²).
• t: Intervalo de tiempo durante el cual se produce el movimiento. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el segundo (s)
• H: La altura desde la que se deja caer el cuerpo. Se trata de una medida de longitud y por tanto se mide en metros.
• g: El valor de la aceleración de la gravedad que, en la superficie terrestre puede considerarse igual a 9.8 m/s²

problema resuelto 

BIBLIOGRAFIA

fisicalab. (s. f.). Movimiento Uniforme. https://www.fisicalab.com/apartado/mru

Caída Libre. (s. f.). fisicalab. Recuperado 3 de agosto de 2020, de https://www.fisicalab.com/apartado/caida-libre