MRU , MRUV Y CINEMATICA, Diapositivas de Física

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REFLEXION DESDE LA EXPERIENCIA

Pamela es una estudiante del curso Física I de la UCSUR. Ella es una deportista calificada y próximamente tendrá una importante competencia, donde representará a la universidad.

Un día le pide a su compañero Oscar que la ayude a medir su avance en su entrenamiento. Cuando Oscar se encuentra en reposo a 10,0 m de Pamela este empieza a tomar su tiempo con su cronómetro; delante

de Pamela a 5,00 m hay un árbol y cada 5,00 m hay más árboles; si ella está pasando el primer árbol justamente cuando el cronómetro de Oscar marca 1,25 s; y cuando está pasando el cuarto árbol y el

cronómetro está marcando 5,00 s ; ella decide regresar y demora en esta segunda parte 10,0 s adicionales para pasar por la misma ubicación de su compañero y 2,00 segundos más para ponerse 6,00 m detrás de

él. En total el cronómetro de Oscar está marcando 17,0 segundos.

Se pide calcular la distancia recorrida, desplazamiento, velocidad media y rapidez media de Pamela.

SABERES PREVIOS

CONTENIDO DE LA SESIÓN

Magnitudes escalares y vectoriales.

Concepto y operaciones de vectores.

• Diferenciación e integración de una

función.

Conceptos generales de cinemática:

Sistemas de Referencia, posición,

desplazamiento, velocidad y

aceleración.

Movimiento en una dimensión y con

velocidad constante: Movimiento

rectilíneo uniforme (MRU).

• Movimiento en una dimensión y con

aceleración constante: Movimiento

rectilíneo uniforme variado (MRUV).

8

CINEMÁTICA

Es la parte de la mecánica que estudia el movimiento de los

cuerpos sin considerar las causas que lo producen.

El movimiento es un cambio de posición en un determinado

sistema de referencia, el cual generalmente se toma como fijo

respecto al observador, a medida que transcurre el tiempo.

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

10

ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO MECÁNICO

Distancia recorrida

La distancia recorrida es la longitud de la trayectoria

realizada por el objeto en movimiento desde la posición

inicial a la final.

Desplazamiento

El desplazamiento es la línea negra continua del punto A al

punto B. El desplazamiento es independiente del camino

(trayectoria) que tomemos entre ambos puntos. El

desplazamiento es un vector.

Aquí vivo

Aquí trabajo

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

¿Cuál es la posición de la persona?

Para determinar la posición de un móvil no basta

conocer un valor numérico; es necesario saber

también la dirección: es un vector.

VECTOR POSICIÓN ()

 

x   5 , 00 m i 1

 

x   5 , 00 m i 2

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

DESPLAZAMIENTO ( )

Es la magnitud vectorial que representa el cambio de posición

de un cuerpo. Se determina por la diferencia de las posiciones

final e inicial respecto al origen de coordenadas.

    

 x  x  x  10 , 0 m i  5 , 00 m i 2 1

 

 x   5 , 00 m i

 

 x  x  x i

f i

( )

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

Es una magnitud escalar que representa la longitud de la

trayectoria recorrida por el móvil.

En el movimiento rectilíneo, la distancia recorrida coincide

con el valor del desplazamiento solo si el móvil no cambia

de sentido.

DISTANCIA RECORRIDA ()

d  8 , 00 m

 

 x   2 , 00 m i

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

Es una magnitud escalar que

se define como la distancia

recorrida ( d ) por el móvil en la

unidad de tiempo.

; unidad :

Solución:

Encontremos el

desplazamiento:

La velocidad media es

De la animación,

observamos que:

d = 15,0 m; la rapidez

media es

Ejercicio. Observe el movimiento

del deportista y determine su

velocidad media y rapidez (media)

si todo el movimiento se realiza en

t = 3,0 s_._

Rapidez media

d

r

t



x i i

3 , 0 m

  0  ( 3 , 0 )m 

v i

m

ˆ

s

m

1 , 0

3 , 0 s

3 , 0 m









s

m

r 

s

m

5 , 0

3 , 0 s

15 , 0 m

r  

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

Gráfico posición vs.

tiempo

Está definida para un punto, se obtiene a partir de v

m

haciendo que Δt tienda a cero:t tienda a cero:

t

X

t

1

t

2

}

v

m

es igual a la pendiente

de la recta entre dos puntos.

t

x

v

m

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

• Para describir el movimiento con mayor detalle,

necesitamos definir la velocidad en cualquier instante

especifico o punto especifico del camino.

• Esta es la velocidad instantánea,

Velocidad

Instantánea

SECCIÓN DE REFERENCIASECCIÓN DE REFERENCIA

Aceleración

media

En la imagen se puede apreciar que la velocidad del atleta

cambia con el tiempo. Dicho cambio se puede cuantificar con

una magnitud que relacione la variación de la velocidad y el

tiempo: la aceleración media.

La aceleración media es una magnitud vectorial y está dirigida

en el sentido del cambio de la velocidad.

• Nota : la aceleración puede

ser positiva o negativa.

𝑓

𝑖

𝑓

𝑖

[ 𝑎 ]=

𝑚

𝑠

2

Intervalo de tiempo

Cambioenla velocidad

Aceleracio n promedio 

t

v

a





