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Apuntes de Fisica

Movimiento

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Unidad 1: Introducción al curso y la relación de la física con el entorno social.
Interacciones mecánicas
Fuerza
Movimiento
Sonido, Calor y Campos Electricos.

 Movimiento Rectilineo Uniforme
 
De acuerdo con la ley de Newton, toda partícula permanecerá en movimiento rectilíneo uniforme (MRU) cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre éste cuerpo.
 
Esta es una situación ideal, ya que siempre existirán fuerzas que tiendan a alterar el movimiento de los cuerpos y las partículas, el movimiento es inerte a la materia, podemos decir que forma parte de la materia misma , ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total.
 
El movimiento rectilíneo uniforme se caracteriza por

1)     El movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal.

2)     Velocidad constante implica magnitud y dirección inalterables.

3)     La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez . éste movimiento no presenta aceleración.  (aceleración =0)

 

Relación Matemática en el Movimiento Rectilíneo Uniforme:

El concepto de velocidad es el cambio de posición ( desplazamiento con respecto al tiempo).

 Fórmula:     v=d/t,        d=v*t,       t=d/v

 V= velocidad      D= distancia     T= tiempo

 Mecánica

Parte de la física que estudia el movimiento y l oque afecta, y se divide en:

1)     Dinámica: Estudia El movimiento, así como sus causas

2)     Cinemática: Estudia el movimiento sin importar sin causas, dentro de todo movimiento existe un móvil y un camino que éste sigue (trayectoria)

·        Distancia: Que tanto recorre el móvil, cantidad escalar.

·        Desplazamiento: Cantidad vectorial, es la distancia, además de la dirección.

·        Rapidez: cantidad escalar, relación de la longitud con un intervalo de tiempo.

·        Velocidad: Cantidad vectorial, relación del desplazamiento con un intervalo de tiempo.

·        Velocidad y rapidez Instantánea: es la medición en un punto arbitrario.

·        Velocidad y rapidez Media: es el promedio de la velocidad inicial y final y se representa  v   y   r

 

v = V1 + V2/2                 r  =R1+R2/2

·        Velocidad y Rapidez promedio: Es la distancia recorrida entre el intervalo de tiempo transcurrido al recorrer dicha distancia.

 Gráfica del MRU

 Al graficar desplazamiento (distancia) contra tiempo, se obtiene una línea recta con pendiente que indica el valor de la velocidad para ésta partícula.

 Al realizar la gráfica de velocidad contra tiempo obtenemos una recta paralela al eje x y podemos calcular el desplazamiento como el área bajo la línea recta.

 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

En este tipo de movimiento uniformemente acelerado  actúa sobre la partícula una fuerza  que puede ser externa o interna. En éste movimientoi, la velocidad es veriable, nunca permanece constante, para lo que si es constante es la aceleracióin. Entenderemos por aceleración la variación de la velicidad  con respecto al tiempo pudiendo ser éste cambio en la magnitud, la direcciónm o ambos.

 Velocidad inicial = V0 (m/s)

Velocidad final = Vf    (m/s)

Aceleración =a (m/s2)

Tiempo = t (s)

Distancia = d (m)

 cuando

A ¹ 0  = MRU

cuando

A>0          Vf>Vo

A<0          Vf<Vo    (freno o desaceleración

Fórmulas del MRUA

1.      Vf= Vo+ at

2.      Vf2= Vo2+ 2ad

3.      d=Vot + at2/2

 

*Tips para resolución de problemas:

A partir del enunciado deberá obtener los valores numéricos de 3 de las 5 variables, consulte la ecuación que contenga las 3 variable y despeje y resuelva numéricamente la numérica desconocida; verifique si ya respondió la pregunta, algunas ocasiones un dato puede venir  disfrazado.

“Un móvil parte del reposo.......”    Vo=0

“En un prueba de frenado........”      Vf=0

 Gráficas del MRUA

Para éste movimiento existen 3 tipos de gráficas : desplazamiento contra tiempo, velocidad contra tiempo y aceleración contra tiempo.

 

Gráfica D contra tiempo

Se obtiene una curva que matemáticamente es la mitad de una parábola.

Recuerde que en el MRUA la velocidad no es constante ni tampoco el desplazamiento, para los mismos lapsos de tiempo.

 Gráfica V contra T

La gráfica mas importante para el MRU es la de V vs T,  ya que se puede determinar por extrapolación. La V a cualquier tiempo, la pendiente de la recta nos da el valor de la aceleración y el área comprendida entre el eje x y la recta es el desplazamiento del móvil.

 Caída Libre y Tiro Vertical.

En este movimiento (que cae en tiro) el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical.

Es un movimiento uniformemente  acelerado, y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de la gravedad representada por la letra g. Sus valores son:

 

     g = 9.81 m/s2       S.I.

     g = 981 cm/s2        cgs

     g = 32.16 ft/ s2     Inglés

 

Lo que diferencia a la caída libre del tiro vertical es que el 2° comprende subida y bajada mientras que la caída libre únicamente contempla la bajada de los cuerpos.

 Fórmulas:

 Vf = Vo + gt

Vf2 = Vo2 + 2gh

h = Vot + ½ gt2

Tiro vertical

Al igual que la caída libre, es un movimiento sujeto a la aceleración gravitacional solo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. El tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos y objetos tomando en consideración lo siguiente:

a)     Nunca la velocidad inicial es cero.

b)     Cuando el objeto alcanza su altura máxima, su velocidad en este punto es cero.

c)      Mientras el objeto se encuentra de subida, el signo de velocidad es positivo; la velocidad es cero en su altura máxima y cuando comienza su descenso el signo de la velocidad es negativo.

d)     Si el objeto tarda 2s en alcanzar su altura máxima tardará otros 2 segundos en regresar en la posición original, por lo tanto el tiempo que permaneció en el aire son 4s.

Para la misma posición de lanzamiento la velocidad de subida es igual al de bajada, pero el signo de la velocidad descendiente pero negativo.