EL MOVIMIENTO

MOVIMIENTO

Movimiento.- Se manifiesta través de cambios o transformaciones que conducen a su desarrollo. Los cuerpos macroscópicos, internamente, poseen múltiples movimientos moleculares tales como: movimiento térmico, biológico, electrónico, etc. Externamente los movimientos macroscópicos con el tiempo experimentan transformaciones, cambios en cantidad y calidad.

Sistema de Referencia.- Es aquel cuerpo o lugar del espacio donde se sitúa un observador (real o imaginaria) para describir y analizar un fenómeno físico en el tiempo. Al sistema de

referencia se le asocia un sistema de coordenadas que permite ubicar al fenómeno en el espacio y en el tiempo.

MOVIMIENTO MECÁNICO.- Es el cambio de posición que experimenta un cuerpo respecto a un observador situado en un sistema de referencia en el tiempo

ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO MECÁNICO:

Móvil.- Es el cuerpo o partícula que realiza el movimiento mecánico, respecto a un sistema de referencia.

Trayectoria.- Es la línea recta y/o curva continua que describe el móvil al desplazarse de una posición a otra, respecto a un sistema de referencia.

Vector posición ( r ).- Llamado también radio vector. Es el vector empleado por el observador con el fin de ubicar en el espacio y en el tiempo al móvil. Se traza desde la visual del observador

al móvil en un instante.            

Espacio.- (e) Magnitud física escalar, es la medida de la longitud de la trayectoria entre dos puntos considerados.

Desplazamiento.- (d) Magnitud física vectorial, que sirve para expresar el cambio de posición efectiva entre dos puntos, efectuada por un móvil.

Distancia.- (d) Magnitud física escalar es el módulo del vector desplazamiento (rectilínea). Su valor no depende de la trayectoria del móvil, sólo es necesario conocer su posición inicial y final.

MEDIDAS DEL MOVIMIENTO MECÁNICO.- Se expresa en función a la velocidad y aceleración:

Tiempo.- ( t ) Sirve para medir la duración de un fenómeno físico y su ubicación respectiva. Se clasifica en:

INTERVALO DE TIEMPO (Dt).- Llamado también tiempo transcurrido. Sirve para medir la duración de un evento físico.

INSTANTE DE TIEMPO (Dt à  0).- Intervalo de tiempo muy pequeño. Ubica la tendencia de ocurrencia de un fenómeno físico.

Velocidad.- ( v ) Magnitud vectorial que expresa la rapidez con la cual un móvil cambia o tiende a cambiar de posición en un intervalo o instante de tiempo, respectivamente.

Velocidad media (v_m).- Expresa la rapidez de cambio de posición de un móvil, evaluada en un intervalo de tiempo.

Rapidez media ( v_S ): Expresa la rapidez promedio de un móvil, relaciona la longitud de su trayectoria en un intervalo de tiempo.

Velocidad instantánea ( v ): Expresa la rapidez probable de cambio de posición que tiende a poseer o posee un móvil en un instante de tiempo. Matemáticamente, es el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero.

Aceleración.- ( a ) Magnitud vectorial que expresa la rapidez de cambio de la velocidad instantánea durante un intervalo o instante de tiempo. Se clasifica en:

Aceleración media ( a_m ).- Expresa la rapidez de cambio de la velocidad instantánea, durante un intervalo de tiempo.

Aceleración instantánea ( a ).- Expresa la posible rapidez, de tendencia al cambio de velocidad instantánea, en un instante de tiempo.

CLASIFICACIÓN DEL MOVIMIENTO MECÁNICO.- Se realiza de diversas maneras.

De acuerdo a su Trayectoria.- rectilíneo, curvilíneo

De acuerdo a su rapidez.- Son uniforme y variado.

Uniforme: Si el móvil recorre espacios iguales en tiempos iguales. Su velocidad es constante.

Variado: Si el móvil recorre espacios diferentes en tiempos iguales. Su velocidad no es constante.

Uniformemente variado: Cuando su velocidad varía constantemente en tiempos iguales.

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (M.R.U.).- Es aquel que realiza un móvil durante el cual presenta las siguientes características:

*Su trayectoria es rectilínea.

*En tiempos iguales, recorre distancias iguales. Es decir, la distancia recorrida es directamente proporcional al tiempo empleado.

*La velocidad permanece constante en módulo (rapidez), dirección y sentido.

FÓRMULAS.- Por definición de M.R.U. la velocidad es constante:

FÓRMULAS ESPECIALES

Tiempo de encuentro (t_e).- Dos móviles,   separados por una distancia “d”, se desplazan con M.R.U. y sentido contrario:

Tiempo de alcance (ta).- Dos móviles,   separados por una

distancia “d”, se desplazan con M.R.U. y en el mismo sentido:

Tiempo de cruce (tc).- Si un móvil (tren) de longitud “L₁” con velocidad “V” cruza un túnel, puente, etc. de longitud “L₂”, el tiempo:

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV).- Es aquel que realiza un móvil durante el cual presenta las siguientes características:

*Describe una trayectoria rectilínea

*La aceleración instantánea es igual a la aceleración media.

*En tiempos iguales se recorren espacios diferentes.

*Para tiempos iguales ocurren cambios de velocidades iguales.

*La aceleración permanece constante.

FÓRMULAS.- Por definición en el MRUV, la aceleración es constante.

RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD Y ACELERACIÓN:

*Si la velocidad del móvil aumenta, entonces su aceleración y velocidad tienen el mismo sentido.

*Si la velocidad del móvil disminuye, entonces su aceleración y velocidad tienen sentidos opuestos.

MOVIMIENTO VERTICAL.- (Caída libre) Es un movimiento de trayectoria rectilínea y vertical, en el cual se desprecia la resistencia del aire y  la aceleración de la gravedad permanece constante

La masa de la tierra tiene la cualidad de atraer hacia su centro a todas las masas que se encuentran cerca de su superficie, mediante la fuerza gravitacional. El peso es la fuerza con la que la tierra atrae a un cuerpo

Aceleración de la gravedad (g).- Cuando un cuerpo baja o sube verticalmente la velocidad del cuerpo disminuye o aumenta de modo progresivo, respectivamente, en cada una unidad de tiempo. Esta variación es constante, cal cual denominamos aceleración de la gravedad

*En los polos alcanza su mayor valor: g  =  9,83  m/s2

*En el ecuador alcanza su menor valor: g = 9,79 m/s2

*A la latitud de 45° Norte y a nivel del mar se llama aceleración normal y su valor es: g  =  9,81  m /s ²     

Su valor promedio es: 10 m/s²

PROPIEDADES.-

*Para alturas pequeñas con respecto al radio terrestre, el movimiento vertical cumple con las leyes del (M.R.U.V.)

*A mayor superficie la resistencia del aire es mayor y a menor superficie la resistencia es menor

MOVIMIENTO COMPUESTO.- Es aquel que resulta de la composición de dos ó más movimientos simples (M.R.U. y M.R.U.V.). Se basan en el Principio de Independencia de movimiento, que señala “Si un cuerpo tiene movimiento compuesto, cada movimiento simple se realiza como si los otros no existieran”. A este grupo pertenece el:

Tiro horizontal o movimiento semiparabólico.- Es un movimiento compuesto, que presenta las siguientes características:

*Su velocidad inicial es horizontal

*Su velocidad inicial vertical es cero

*El desplazamiento horizontal cumple con las leyes del M.R.U.; es decir su velocidad horizontal permanece constante, durante su recorrido.

*El desplazamiento vertical cumple con las leyes del M.R.U.V.; es decir la aceleración de la gravedad permanece constante, cuya velocidad vertical aumenta.

*Se desprecia la resistencia del aire

Movimiento parabólico.- Sus principales características son:

*Está compuesto por un movimiento vertical y otro horizontal, donde el móvil describe una trayectoria parabólica

*La velocidad inicial tiene un ángulo de lanzamiento que está entre  0° < θ < 90°

*Es aplicable sólo para altura pequeñas.

*El alcance es pequeño, para no considerar la redondez de la tierra

*En el eje vertical se emplean las leyes de la caída libre y en el eje horizontal las leyes del M.R.U. y la única aceleración que actúa es la aceleración de la gravedad (g)

*La velocidad de lanzamiento debe ser pequeña porque el móvil puede adquirir trayectoria elíptica y rotar alrededor de la tierra.

*Se desprecia la resistencia del aire.

de la aceleración de la gravedad) y la horizontal (V_X) permanece constante (debido a que no existe aceleración horizontal)

*Un proyectil alcanza su altura máxima (H) cuando su velocidad vertical (V_Y) es igual a cero y sólo existe la velocidad horizontal (V_X).

*Para un mismo nivel el tiempo de subida es igual al de bajada.

*Para un mismo nivel el módulo de la velocidad de subida es igual al módulo de la velocidad de bajada.

*La velocidad neta del móvil, en cualquier punto de su trayectoria, siempre es tangente a la parábola.

*Si se realizan dos lanzamientos, con la misma  velocidad inicial pero ángulos de lanzamientos diferentes “a“y  “b“logran el mismo alcance si solo sí  los ángulos sean complementarios.

*Considerando la misma velocidad inicial, un móvil logra un alcance máximo cuando el ángulo de lanzamiento es igual 45°.