introduccion pequeña a la fisica

CINEMÁTICACINEMÁTICA

FísicaFísica

FísicaFísica

La física estudia los fenómenos físicos: aquéllos en que las sustancias no modifican su composición ni se transforman en otras nuevas.

La cinemática es la parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos y las leyes que lo rigen

Unidad didáctica 1: El Unidad didáctica 1: El MovimientoMovimiento

¿Qué es el movimiento?:¿Qué es el movimiento?:– Movimiento y reposoMovimiento y reposo– Trayectoria y desplazamientoTrayectoria y desplazamiento– Posición y distanciaPosición y distancia

Rapidez en el cambio de posición:Rapidez en el cambio de posición:– Velocidad media y velocidad Velocidad media y velocidad

instantáneainstantánea– Movimiento rectilíneo uniformeMovimiento rectilíneo uniforme Cambios de velocidad:Cambios de velocidad:– AceleraciónAceleración– Movimientos aceleradosMovimientos acelerados

1. 1. Qué es el movimiento.Qué es el movimiento. Movimiento y Movimiento y reposoreposo

Un cuerpo está en movimiento si cambia de posición con respecto al sistema de referencia; en caso contrario, está en reposo.

Sistema de referencia es un punto respecto al cual se describe el movimiento de un cuerpo.

Móvil es todo cuerpo capaz de desplazarse

Movimiento y reposoMovimiento y reposo

Actividades:1. Si observas la fotografía de un tren, ¿puedes

determinar si dicho tren está en reposo o en movimiento? ¿por qué?

2. Razona cómo es posible que un pasajero sentado en una butaca de un tren esté en reposo respecto al tren y al mismo tiempo en movimiento respecto a la estación.

Movimiento y reposoMovimiento y reposo

Trayectoria y desplazamientoTrayectoria y desplazamiento

Trayectoria: línea formada por los sucesivos puntos que ocupa un móvil durante su desplazamiento.

Desplazamiento entre dos puntos de la trayectoria es el vector que une ambos puntos.

Vector: segmento orientado que indica la dirección, el sentido y el valor del desplazamiento


La forma geométrica que describe la trayectoria de un móvil permite identificar distintos tipos de movimientos:

- Rectilíneo: como un ascensor- Circular: giro de un CD, rueda de automóvil.- Elíptico: traslación de la Tierra- Parabólico: pelota de tenis en partido


Actividades:

3. Un tren y un automóvil parten de Málaga hacia La Coruña. ¿Seguirán la misma trayectoria? ¿y el mismo desplazamiento? Razona la respuesta

4. Un automóvil se desplaza desde el punto A hasta el B por una carretera que tiene varias curvas. Representa la trayectoria y el desplazamiento.

5. Una persona recorre 10 metros en línea recta y luego retrocede hasta el punto de partida siguiendo la misma recta. ¿Cuánto vale el desplazamiento? ¿y la trayectoria?

6. ¿En qué caso la trayectoria y el desplazamiento coinciden?. Justifica la respuesta

Posición y distanciaPosición y distancia

Posición de un móvil es el punto de la trayectoria que ocupa en un momento determinado.

Mediante un vector de posición que une el origen del sistema de coordenadas con el punto P (posición)

Fijando un origen O e indicando la distancia s recorrida sobre la trayectoria


Distancia recorrida en un intervalo de tiempo es la longitud, medida sobre la trayectoria, que existe entre las posiciones inicial y final del móvil en dicho intervalo de tiempo.

Se calcula restando las posiciones final e inicial, medidas sobre la trayectoria:

ΔS = s - s0


7. Desplazamiento: diferencia entre posición final e inicial en línea recta. Distancia: diferencia entre posición final e inicial medida sobre la trayectoria8. Entre 0 y 20 min: 500 m

Entre 20 y 40 min: 900 m

No, en el segundo caso ha ido más rápido pues ha recorrido más distancia en menos tiempo.

VelocidadVelocidad: rapidez en cambio de : rapidez en cambio de posiciónposición

La velocidad de un móvil representa la rapidez con que éste cambia de posición.

Se calcula en el S.I.: v (m/s) = Δs (m) / Δt (s)

Velocidad Media e InstantáneaVelocidad Media e Instantánea

La velocidad media es el cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla.

La velocidad instantánea es la que tiene un móvil en un instante determinado.

Velocidad Media e InstantáneaVelocidad Media e Instantánea

Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRUMovimiento Rectilíneo Uniforme: MRU

Un móvil se desplaza con MRU cuando su trayectoria es una línea recta y su velocidad es constante. Es decir, módulo, dirección y sentido del vector velocidad no varían.


Representación gráfica del MRU

Para visualizar las características del movimiento de un cuerpo lo representamos gráficamente:


Representación gráfica del MRU

Para visualizar las características del movimiento de un cuerpo lo representamos gráficamente:

- Dibujamos unos ejes de coordenadas: en abcisas (horizontal) representamos el tiempo y en ordenadas (vertical) la posición del móvil

- Relacionamos cada pareja de valores espacio-tiempo

- Unimos todos los puntos mediante una línea


Ecuación del MRU

Nos da la posición del móvil en cada momento.

Se obtiene a partir de la ecuación de la velocidad:


Posición (s)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Espacio (m)

Tie

mp

o (

s)

Posición (m)

Tiempo (s)

0 0

75 5

150 10

225 15

300 20

375 25

450 30

Actividad 12


Posición (s)

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60 80 100 120 140

Espacio (m)

Tie

mp

o (

s)

Actividad 30Posición

(m)Tiempo

(s)Velocidad (m/s)

0 0 0

27 10 2,7

58 20 3,1

87 30 2,9

116 40 2,9

Cambios en la velocidad: AceleraciónCambios en la velocidad: Aceleración

Normalmente, la velocidad de un móvil varía durante su movimiento: a veces aumenta, otras disminuye y en ocasiones cambia de dirección.

La aceleración representa la rapidez con que un móvil varía su velocidad. Es una magnitud vectorial. Se calcula dividiendo la variación de velocidad entre el intervalo de tiempo que ha transcurrido.

0

0

tt

vv

t

va

v = velocidad (m/s)

V0 = velocidad inicial (m/s)

t = tiempo (s)

t0 = tiempo inicial (s)Las unidades de la aceleración son m/s2

Cambios en la velocidad: AceleraciónCambios en la velocidad: Aceleración

Ejemplo:

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Movimiento Rectilíneo Uniformemente AceleradoAcelerado

Un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) sigue una trayectoria rectilínea y su aceleración es constante, no nula.


Un cuerpo que soltamos y cae libremente tiene un MRUA ya que su aceleración es constante e igual a 9,8 m/s2 llamada aceleración de la gravedad.

Es independiente de la masa del cuerpo


fiifif

if vvttatt

vva

)(

fiifif

if ssttvtt

ssv

)(

Con estas expresiones se puede calcular la velocidad del objeto en cada instante y también su posición


Actividades:

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