Guía Pedagógica N° 7
COLEGIO SECUNDARIO AUGUSTO PULENTA Docente: Oscar Palacio
Curso: 4° año 1°, 2°, 3° y 4° división – Nivel Secundario Turno: Tarde
Espacio Curricular: Física Tema: MOVIMIENTO
A la hora de estudiar el movimiento de un cuerpo el primer problema con que nos encontramos está en determinar si se está moviendo o no. Aunque la cuestión es, aparentemente, sencilla, realmente no es así:
1. ¿Cómo sabemos que un cuerpo se está moviendo?
Para determinar el movimiento de un objeto hemos de tomar un sistema de referencia (que podemos considerar fijo) y observar la posición del cuerpo respecto de dicho sistema de referencia. Si su posición cambia con el tiempo, decimos que ese objeto se mueve respecto del sistema de referencia tomado. En la imagen de la derecha, un observador concluye que el avión se mueve respecto del sistema de referencia (que supone fijo) formado por las casas situadas a la izquierda.
Pero las cosas no son tan sencillas como pueden parecerlo en un principio.
La pareja que observamos en la imagen de la izquierda, está situada en el interior de un vagón de tren (laboratorio) y concluye que están en reposo, ya que si toman como referencia el interior de su vagón, su posición no cambia con el tiempo.
Sin embargo, un observador situado fuera podría observar como los ocupantes del vagón se mueven respecto de otro sistema de referencia situado en el exterior (árboles situa- dos al fondo)
De lo discutido hasta aquí podemos concluir que el movimiento es siempre relativo. Un cuerpo se mue- ve o permanece en reposo respecto del sistema de referencia tomado.
En el universo es imposible seleccionar un sistema de referencia que esté absolutamente en reposo (la Tierra se mueve alrededor del Sol. El Sol se mueve alrededor del centro de la Vía Láctea. Nuestra
galaxia también se mueve alrededor del llamado cúmulo de Virgo... etc.), luego el reposo absoluto no existe.
2. ¿
Cómo se mueve un cuerpo?
El movimiento del cuerpo también depende del sistema de referencia desde el cual se observe.
Si observamos la caída de un cuerpo desde el interior del laboratorio mostrado en la figura de la derecha observaremos que la trayectoria (o camino seguido por el cuerpo) es en línea recta hacia abajo y con velocidad creciente.
Si realizamos la misma observación desde un sistema de referencia situado en el exterior, respecto del cual el laboratorio se mueva, el resultado de la observación será el que se muestra en la figura de abajo (donde se han puesto una a continuación de otra lo que podrían ser fotografías del laboratorio tomadas a intervalos regulares de tiempo), ya que ahora a la vez que el objeto cae, se desplaza hacia la derecha. Su trayectoria será ahora una parábola (línea de puntos). Ambas descripciones son correctas.
3.
¿Cómo medir la rapidez con la que un cuerpo se mueve?
Para medir lo rápido que un cuerpo se mueve dividimos la distancia recorrida entre el tiempo empleado en recorrerla. A la rapidez se le denomina, en la vida diaria, velocidad:
t = 0 t = 1 s t = 2 s
e = 10 m e = 10 m
v e t
La velocidad nos mide la rapidez con que se recorre el espacio.
Tiempo empleado en recorrer el espacio considerado.
Espacio recorrido medido sobre la trayectoria.
v= 5 m/s Valor de la velocidad o rapidez.
También se llama módulo.
La dirección se marca con una línea.
Una dirección (línea) puede tener dos sentidos de recorrido que se indican con una punta de
La velocidad así definida está incompleta ya que para definirla correctamente hemos de decir, además de su valor, en qué dirección y sentido se mueve el cuerpo. La velocidad es una magnitud vectorial, por eso su dirección y sentido se indica con un vector (flecha).La unidad de velocidad en el S.I. es el m/s, aunque en la vida diaria se utiliza mucho el km/h.
Para pasar en una unidad a otra podemos utilizar factores de conversión.
4. ¿Dónde está el cuerpo?
Para fijar la posición de un objeto podemos dar la distancia a la que se encuentra del origen (s). Hay que tener en cuenta que puede estar a la derecha del origen o a la izquierda, por eso la posición se fija con un vector.
Si el objeto se sitúa a la derecha del origen daremos a la posición signo positivo. Cuando se sitúa hacia la izquierda, negativo.
Actividades N° 1:
¿Qué es el movimiento?
¿Qué es una trayectoria?
¿Cuáles son las distintas trayectorias de un cuerpo?
¿Qué movimientos posee la tierra?
Actividad N° 2:
Intenta resolver los siguientes problemas.
1. Un objeto se mueve con una rapidez constante de 6 m/s. Esto significa que el objeto:
A. Aumenta su rapidez en 6 m/s cada segundo B. Disminuye su rapidez en 6 m/s cada segundo C. No se mueve
D. Tiene una aceleración positiva E. Se mueve 6 metros cada segundo
2. Un automóvil de juguete se mueve 8 m en 4 s con una velocidad constante. ¿Cuál es la velocidad el automóvil?
A. 1 m/s B. 2 m/s C. 3 m/s D. 4 m/s E. 5 m/s
3. Un tren se mueve con una velocidad constante de 50 km/h. ¿Qué tan lejos habrá llegado después de 0,5 h?
A. 10 km B. 20 km C. 25 km D. 45 km E. 50 km
4. Un bote puede moverse a una velocidad constante de 8 km/h en aguas calmas. ¿Cuánto tiempo le tomará al bote recorrer 24 km?
A. 2 h B. 3 h C. 4 h D. 6 h E. 8 h Movimiento Variado
Vamos a estudiar el más sencillo de los movimientos uniformemente variados, es decir, el movimiento
cuya trayectoria es una recta y el módulo de la velocidad varia la misma cantidad en cada unidad de tiempo.
A este tipo de movimiento lo llamamos movimiento rectilíneo uniformemente variado.
Un movimiento es RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO, cuando la trayectoria del móvil es una línea recta y su velocidad varia la misma cantidad en cada unidad de tiempo
En forma abreviada, el movimiento rectilíneo uniformemente variado se anota así (M.R.U.V.) Se puede decir que a diferencia del movimiento rectilíneo uniforme que la distancia recorrida son iguales por cada intervalo de tiempo igual, en el movimiento rectilíneo uniformemente variado las distancias recorridas son diferentes por intervalo de tiempo igual. Esto hace que la velocidad varíe en su módulo (rapidez) y la razón de ésta variación de velocidad por unidad de tiempo se llama aceleración.
Este dibujo representa un movimiento rectilíneo, en el cual la velocidad en cada carro es mayor que en el punto anterior.
Como cada carro representa la posición del móvil en cada unidad del tiempo, significa que el móvil aumenta su velocidad en cada unidad de tiempo.
En forma general. A este tipo de movimiento, en que la velocidad aumenta en cada unidad de tiempo, se le llama movimiento uniformemente acelerado.
Un movimiento es RECTILÍNEO Y UNIFORMEMENTE ACELERADO, cuando su trayectoria es una línea recta y su velocidad aumenta en cada unidad de tiempo.
Este dibujo representa un movimiento rectilíneo, en el cual la velocidad en cada auto disminuye 5m/seg
Como cada carro representa un movimiento la posición del móvil en cada unidad de tiempo, significa que el móvil disminuye su velocidad en cada unidad de tiempo.
En forma general. A este tipo de movimiento en que la velocidad disminuye en cada unidad de tiempo, se le llamada movimiento uniformemente retardado.
Un movimiento es RECTILÍNEO Y UNIFORMEMENTE RETARDADO, cuándo su trayectoria es una línea recta y su velocidad disminuye en cada unidad de tiempo
NOTA: Las formulas y ecuaciones se usan con signo MAS cuando el movimiento es acelerado, y con signo MENOS cuando el movimiento es retardado.
Ejemplo 1: Un auto parte con una velocidad de 15 m/s. Si su aceleración es de 3 m/s2. ¿Cuál fue su velocidad después de 7 segundos?
Datos 𝑣𝑖 = 15 m/s 𝑎 = 3 m/s2
𝑣𝑓 = ? es lo que tengo que calcular 𝑡 = 7 s
Resolución
Busco la fórmula que voy a utilizar, tiene que ser la
fórmula que me permita calcular la VELOCIDAD FINAL, por lo tanto, es la número 2:
𝑣𝑓 = 𝑣𝑖 + 𝑎 . 𝑡
Ahora, reemplazo las letras por los valores de las magnitudes identificadas en los Datos:
𝑚 𝑚 𝑣𝑓 = 15 𝑠 + 3 𝑠2 . 7𝑠 𝑚 𝑚 𝑣𝑓 = 15 𝑠 + 21 𝑠 𝑚 𝑚 𝑣𝑓 = 15 𝑠 + 21 𝑠 𝑚 𝑣𝑓 = 36 𝑠
La velocidad después de
Ejemplo 2: Un vehículo parte del reposo y en 3 segundos alcanza una velocidad de 12 m/s.
Calcula su aceleración Datos
𝑣𝑖 = 0 m/s (la expresión “parte del
reposo” significa que la velocidad inicial es 0) 𝑡 = 3 s
𝑣𝑓 = 12 m/s
𝑎 = ? es lo que tengo que encontrar
Resolución
Busco la fórmula que voy a utilizar, tiene que ser la fórmula que me permita calcular la ACELERACIÓN, por lo tanto, es la número 1:
𝑣
𝑓− 𝑣
𝑖𝑎 = 𝑡
Ahora, reemplazo las letras por los valores de las magnitudes identificadas en los datos:
12 𝑚 − 0 𝑚
𝑎 = 𝑠 𝑠 3 𝑠
12 𝑚
𝑎 = 𝑠 3 𝑠 𝑚
𝑎 = 4
𝑠
2 La aceleración es 4 m/s2Ejercitación
1. Un tren avanza con MRUV, partiendo con una velocidad inicial de 10 m/s, calcule la aceleración sabiendo que luego de 4 s, su velocidad es 30 m/s.
2. Calcular la velocidad final de un móvil luego de 12 s, si parte del reposo y lleva una aceleración de 2,5 m/s2.
3. Un camión avanza con MRUV y varía su velocidad de 5 m/s a 20 m/s en 10 s. ¿Cuál es la aceleración del camión?
4. Un cohete parte del reposo y logra alcanzar en 30 s una velocidad de 588 m/s. Calcular su aceleración.
5. Un móvil trae una velocidad de 40 m/s. Sabiendo que lleva una aceleración de 1 m/s2, calcular su velocidad luego de 10 segundos.
6. Un auto parte del reposo, a los 5 s posee una velocidad de 25 m/s. Calcular su aceleración.
7. Un tren que va a 30 m/s debe reducir su velocidad a 20 m/s. al pasar por un puente. Si realiza la operación en 5 segundos. Calcular su aceleración.
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Mail: [email protected] WhatsApp: 2644707742 Prof. Oscar Palacio Rectora: Prof. Marisa Mercau
