FISICA 1 - BLOQUE 2
IDENTIFICAS DIFERENCIAS
ENTRE DISTINTOS TIPOS DE MOVIMIENTO.
Todos los objetos que vemos a nuestro alrededor (incluso
nosotros mismos), se encuentran en constante movimiento.
Desde la antigüedad se hicieron estudios sobre las formas en
que se presenta el movimiento; Aristóteles, lo dividió en dos tipos: el natural
(cuando se cae un objeto) y el forzado (cuando
empujamos o arrojamos el objeto).
Se pensaba que los objetos más pesados caían mas a prisa que
los ligeros y en el siglo XVII que galileo Galilei demostró como caen realmente
y se mueven bajo la acción de una fuerza (en sus estudios fue la fuerza de
gravedad que hace que los objetos caigan hacia la superficie terrestre con
misma aceleración sin importar la masa).
Isaac newton realizo un estudio del movimiento
observando-los efectos. Las causas que lo originan en su tratado principios de la mecánica.
El movimiento pude ser visto a partir de efectos como parte
de la mecánica y se conoce como cinemática.
El movimiento de un objeto es el cambio de posición
respecto a un punto de origen o referencia en determinado momento.
Para describir el
movimiento se considera como cuerpo de dimensión pequeña en la que concentra su
masa.
Según la
trayectoria de un objeto, se tienen
movimientos rectilíneo (en línea recta) y curvilíneos (en un arco de
curva).
La trayectoria
es la curva descrita por el movimiento de un móvil.
Distancia es la longitud del camino recorrido por un objeto
y puede cambiar de dirección y/o sentido.
La distancia pude ser medida en centímetros (cm), metros (m),
kilómetros (km), etcétera.
Desplazamiento es el cambio de posición representado por un
vector que se traza desde el punto de inicio hasta el punto final.
Este se expresa en
misma unidades que la distancia, pero además se anota dirección y sentido.
La rapidez es una cantidad escalar y esta dad por la
trayectoria recorrida en un tiempo determinado: rapidez= trayectoria recorrida /tiempo
La rapidez media es la
distancia total recorrida por el objeto, entre el tiempo total empleado para recorrerla. Rapidez media= distancia total recorrida/tiempo total empleado
La velocidad es una cantidad vectorial dad por
desplazamiento de un cuerpo por unidad de tiempo: velocidad= desplazamiento/tiempo
La velocidad media es el desplazamiento total de un objeto
dividido por el tiempo total empleado:
Velocidad media =desplazamiento total de todos los intervalos de tiempo/tiempo total..
Las unidades
(tanto de rapidez como de velocidad) son las mismas, y se pueden expresar en
cm/s, km/h y en el sistema internacional en m/s.
La aceleración es el cambio de velocidad por unidad de
tiempo representada por la formula:
Aceleración = cambio de velocidad/intervalo de tiempo.
La aceleración se mide en el sistema
internacional en
.
Sistema de referencia
absoluto y relativo.
Para conocer si un objeto se encuentra en
reposo o movimiento, determinamos si cambia de posición respecto a un punto de
referencia llamado también origen de coordenadas,
puede ser absoluto si ese punto de
referencia no se mueve, o relativo si
se encuentra en movimiento respecto a otros sistemas de referencia. Por lo
general se utilizan los ejes cartesianos “X” “Y” para marcar los cambios de
posición de un objeto.los movimientos pueden presentarse en una o más
dimensiones.
·
Sistema de referencia
relativo es el sistema de coordenadas que
empleamos para realizar nuestras mediciones sobre un punto determinado que
puede estar en movimiento.
·
Sistema de referencia
absoluto es el sistema de coordenadas que
empleamos para realizar nuestras
mediciones sobre un punto fijo determinado.
Representamos un eje de movimiento, por
lo general llamado “X” o de las abscisas cuando se realiza en forma horizontal,
o en el eje “Y” o de las ordenadas cuando se efectúa en forma vertical. Dentro
del eje de movimiento, marcamos un punto como origen al que le damos el valor
de 0.
Existen diferentes tipos de
movimientos los cuales se describirán a continuación con sus respectivas
características:
Movimiento rectilíneo
uniforme
Se presenta cuando los objetos que se
mueven en un tramo recto determinado alcanzan una aceleración de cero; es
decir, mantiene una velocidad constante en la que recorren distancias iguales
en tiempos iguales .en estos casos la magnitud de la velocidad es igual a la de
su rapidez. La fórmula que se utilizara para este tipo de problemas es :
v=
=
Donde v es la magnitud de la velocidad o rapidez media.
xi Es
la posición inicial del móvil respecto a un punto de referencia.
xf Es
la posición final del móvil respecto a un punto de referencia.
ti Es
el tiempo en el cual se tiene la posición inicial.
tf Es
el tiempo en el cual se tiene la posición final.
Movimiento rectilíneo
uniforma acelerado.
En este tipo de movimiento se presenta un
cambio uniforme en la velocidad del móvil.es decir, tiene una aceleración que
como cantidad vectorial es positiva cuando la velocidad aumenta en la dirección
y sentido del movimiento, o negativa, cuando el objeto disminuye su velocidad.
Para la realización de problemas se
utilizara la siguiente formula de aceleración constante:
a =
siendo
a=aceleración
= velocidad inicial.
= velocidad final.
t= el tiempo en que se lleva a cabo el
cambio de velocidad.
Cuando un móvil presenta aceleración
constante, se puede calcular la velocidad media (v) con un promedio entre la
velocidad inicial y final.
V=
o con la formula V=
para movimientos horizontales. Al combinar estas dos ecuaciones de
velocidad de manera individual con la ecuación de aceleración anterior
obtenemos:
=
+
t
.
Caída libre
y tiro vertical.
Este tipo de movimiento es común cuando los objetos se
lanzan de forma vertical hacia arriba o abajo y se le llama de caída libre.
Cuando los móviles se dejan caer y solo son afectados por la gravedad para
acelerarse. Fue galileo Galilei quien dedujo que todos los objetos caen con la
misma aceleración hacia el centro de la tierra, sin importar su masa en
condiciones de vacío (para que no afecte la fricción con el aire).
La aceleración de la gravedad terrestre está dirigida hacia
el centro del planeta, por lo que de forma vectorial se expresa como un valor
negativo en el eje “Y”.
Las ecuaciones para resolver problemas de tiro vertical y de
caída libre tienen formulas similares a las del movimiento horizontal, solo que
cambiamos al eje de referencia de “Y” y considerando el valor de la aceleración
constante de a= -g obtenemos las siguientes formula:
-g =
=
-
gt
V
=V
-2 g (
)
Que conocemos despejada como donde
y
son las llamadas alturas inicial y final respecto a las distancias verticales a un
punto de referencia.
Movimiento
en dos dimensiones.
Este tipo de movimiento se puede presentar de forma
rectilínea, curvilínea o, en un desplazamiento variado, tener combinación de ambos.
Este tipo de movimiento lo representamos en un plano horizontal o inclinado.
Por ejemplo, cuando se hace referencia a la posición de un barco, tomamos la
tierra como un gran plano fijo en el cual se marca la latitud y longitud que
tiene en un momento determinado, y conforme al cambio de posición (de
coordenadas) se puede analizar su movimiento.
Cuando un móvil no solo se mueve en un eje de referencia
sino que lo realiza en dos, le llamamos movimiento en dos dimensiones.
En un movimiento de tiro parabólico podemos considerar un
movimiento en un plano vertical.
Tiros
parabólicos horizontal y oblicuo.
El tiro parabólico también es conocido como movimiento de
proyectiles en el que los objetos solo son acelerados por la gravedad.
En el tiro parabólico los dos movimientos los realiza un
solo objeto, trazando una sola trayectoria que sigue parte de la figura
geométrica de una parábola y aunque presentan un movimiento en el eje “X” y
otro en el eje “Y”, los dos están unidos por el mismo tiempo.
Entre los movimientos parabólicos se encuentra el horizontal
se representa cuando un objeto es lanzado con un ángulo de 90° respecto a l eje
de la aceleración gravitatoria, o que mide 0° respecto a la horizontal y el
oblicuo, que se presenta cuando el objeto es lanzado con un ángulo diferente de
0,90 o 180 respecto a la horizontal.
Para resolver problemas en los que se presente este tipo de
movimientos, conviene hacer una separación primero en dos movimientos y después
unirlos conforme a Teorema de Pitágoras y funciones trigonométricas de un
triangulo rectángulo , en el que cada cateto representa el movimiento en cada
eje, normalmente usado “X” y “Y”. Para esto separamos los componentes de la
velocidad en cada eje, quedando así:
En
el eje “X” la velocidad constante será
vx =V
cos Ɵ
está referido al eje “X”. En el eje “Y” la velocidad inicial será vy=V sen Ɵ, donde el ángulo Ɵ está referido al eje “X” para las dos componentes.
Movimiento
circular uniforme y uniformemente acelerado.
Estos tipos de movimiento los podemos percibir, al girar las
ruedas de un coche, triciclo o patineta, en una rueda de la fortuna, en el
movimiento de las aspas del ventilador o una licuadora, un coche al tomar una
curva, etc.
En estos tipos de movimiento se presenta un cambio angular
(llamado también arco de giro) en la posición del objeto que gira referido a un
círculo. Los cambios angulares se miden en el sistema internacional en radianes. En un giro circular completo, o
vuelta, se tiene un total de 2
Radianes
que equivalen también a 360°.
En los movimientos circulares se tienen algunas medidas
importantes como es la frecuencia del movimiento representada con la letra “f”.
La frecuencia son los
ciclos o vueltas que realiza un móvil en un tiempo determinado.
En el sistema internacional la frecuencia se mide en
conocido como Hz (Hertz) .Otro concepto es el
periodo; el periodo se presenta con la letra “T” y se mide en s (segundos).
El periodo es el tiempo necesario para completar un
ciclo (o revolución).
Estos dos conceptos se relacionan entre
sí de forma inversa mediante la fórmula:
t= 1/f
En un movimiento circular uniforme, el
móvil recorre arcos iguales en tiempos iguales, lo que se conoce como velocidad
angular que se mide en el sistema en rad/s representada con la letra c y está
dada por la formula;
Donde
y
son las distancias angulares en radianes
respecto a un punto de referencia (si este punto de referencia es 0 la formula
se puede abreviar a
en
donde
es
la distancia total o desplazamiento angular medido en radianes.
El movimiento circular uniformemente
acelerado se presenta con una aceleración constante llamada aceleración
angular, representada con la letra
(en el sistema internacional se mide en rad/
el
cual ocasiona que la velocidad angular (
cambie.
Guadalupe Tapia Sanchez 3° " I"
