FÍSICATEMA : CINEMÁTICA: DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO (1)

PROF. ALBERTO GRADOS MITTEENN

INTRODUCCIÓN

El animal terrestre más rápido es el guepardo: 113 km/h

Si estás sentado en una silla, ¿estás quieto?

La rama de la Física que estudia el movimiento se llama: Mecánica

MEC

ÁN

ICA CINEMÁTICA: Se

encarga de describir el movimiento de los

objetos

DINÁMICA: Analiza las causas del

movimiento

• Definir la distancia y calcular la rapidez

• Explicar qué es una cantidad escalar

DISTANCIA Y RAPIDEZ: Cantidades Escalares

DISTANCIA

El movimiento implica un cambio de posición.

Distancia es la longitud total del trayecto recorrido al moverse de un lugar a otro.

La distancia es una cantidad (magnitud) escalar; pues solo tiene tamaño (medida: módulo y unidades). Ejm: 12 km o 45 mi. Depende del camino seguido.

RAPIDEZ

Cuando algo se mueve su posición cambia con el tiempo.

La rapidez es la relación entre la longitud y el tiempo (cantidad escalar).

La rapidez media:

Observaciones:

Un símbolo con una raya encima suele denotar un promedio.

La letra griega delta (Δ) se usa para expresar un cambio o una diferencia en una cantidad (magnitud).

La unidad estándar en el SI es el m/s y en el sistema inglés es ft/s. También se usa Km/h o mi/h.

A menudo el tiempo inicial (t1) que se toma es cero. De ese modo la rapidez media: s=d/t

Analiza:

Supongamos que las lecturas de un odómetro al inicio y fin de un viaje, que duró 4h, fueron: 17455 km y 17775 km.

La resta de las lecturas indica la distancia total recorrida: d=320 km.

La rapidez media del viaje sería: d/t = 320 km/4 h; es decir, 80 km/h

¿Esto quiere decir que el móvil viajó a 80 km/h todo el tiempo?

Rapidez instantánea:

Es una cantidad que indica qué tan rápido se está moviendo algo en un instante dado.

El velocímetro de un automóvil; ¿marca la rapidez media o la rapidez instantánea?

¿La rapidez media y la rapidez instantánea pueden ser iguales?

Ejemplo:

Respuestas:a) 40 sb) 0.020 m/s

• Definir desplazamiento y calcular velocidad.

• Explicar la diferencia entre cantidades (magnitudes) escalares y vectoriales.

DESPLAZAMIENTO UNIDIMENSIONAL Y VELOCIDAD: Cantidades Vectoriales

DESPLAZAMIENTO

Es el movimiento en línea recta (rectilíneo). Conviene usar los ejes cartesianos.

Desplazamiento (Δx) es la distancia en línea recta entre dos puntos, junto con la dirección del punto de partida a la posición final (cantidad vectorial: tamaño y dirección).

A diferencia de un escalar, el desplazamiento puede ser positivo o negativo, donde el signo indica la dirección en el eje de coordenadas.

Analiza

¿Cuál será la distancia recorrida y el desplazamiento del estudiante que sale del laboratorio de Física hacia la otra puerta? ¿Y si el viaje es de ida y vuelta?

Observaciones:

Las cantidades (magnitudes) vectoriales suelen expresarse con una flecha arriba, así: Desplazamiento: o también

Velocidad: Sin embargo, cuando se trabaja con una sola

dimensión no es necesario pues basta con los signos. +: dirección x positiva (derecha) - : dirección x negativa (izquierda)

VELOCIDAD

Solemos emplear los términos rapidez y velocidad como sinónimos; sin embargo, en Física son distintos.

La velocidad tiene magnitud (tamaño) y dirección (cantidad vectorial).

La velocidad indica qué tan rápido se está moviendo algo y en qué dirección.

Velocidad Media:

Observaciones:

En el caso de más de un desplazamiento, la velocidad media es igual al desplazamiento total, dividido entre el tiempo total.

El desplazamiento total se halla sumando los desplazamiento, respetando el signo que indica la dirección de cada uno.

Ejemplo:

Respuestas:a) +2.00 m/sb) -1.52 m/sc) 0 m/s

Ahora calcula la rapidez media en cada caso y compara los resultados.

Importante:

La velocidad media solo ofrece una descripción general del movimiento.

La velocidad instantánea describe qué tan rápidamente y en qué dirección se está moviendo algo en un momento específico:

El movimiento uniforme tiene velocidad constante (magnitud constante y dirección constante)

Movimiento uniforme:

Ejemplo:

Gráfica del ejemplo:

En la realidad:

En la realidad el movimiento de un móvil no es uniforme.La velocidad media se calcula empleando la posición inicial y final de todo el movimiento; así como también, el tiempo total empleado.La velocidad instantánea en cada momento es la pendiente de la recta tangente a la curva en dicho instante. En (1) la pendiente es positiva; por lo tanto, la velocidad es en la dirección x positiva.En (2) la pendiente es cero; por lo tanto, la velocidad es cero (v=0)En (3) la pendiente es negativa; por lo tanto, la velocidad es en la dirección x negativa.

BIBLIOGRAFÍA:

Wilson, Buffa, Lou (2007). Física (6° Ed.). Cinemática: Descripción del movimiento (pp. 32-40) Naucalpan de Juárez, Edo. De México. PEARSON Prentice Hall.

Hewitt, P. (2007). Física Conceptual (10° Ed.). Movimiento Rectilíneo (pp. 41-44) Naucalpan de Juárez, Edo. De México. PEARSON Addison Wesley.