-¿Y la gran aventura de mi tiempo, los viajes espaciales?-le dije.-Hace ya siglos que hemos renunciado a esas traslaciones, que fueron

ciertamente admirables. Nunca pudimos evadirnos de un aquí y un ahora.Con una sonrisa agregó:

-Además, todo viaje es espacial. Ir de un planeta a otro es como ir a la granja de enfrente. Cuando usted entró a este cuarto estaba ejecutando un viaje espacial.

“Utopía de un hombre que está cansado”J.L.Borges

Planeta Tierra en el espacioTodo se mueve, hasta en el interior de una piedra apoyada en el suelo, los átomos que la forman están vibrando, aunque este movimiento no lo podemos ver, ni con un microscopio. Y tampoco casi no nos damos cuenta que estamos parados sobre una roca gigantesca que da vueltas y se traslada alrededor del Sol a 108.000 kilómetros por hora. El movimiento de las cosas depende de quién lo mire, es decir, del observador.

Algunas velocidades

Cuerpo Velocidad(m/s)

Cuerpo Velocidad (m/s)

Alejamiento entre América y África 0,0000000001

Vien to en un huracán 90

Desplazamiento de un caracol 0,003 Avión de pasajeros 200Tortuga 0,03 Sonido en el aire 340Persona caminando 1 Rotación de la Tierra 464Persona corriendo (record mundial)

10 La Luna alrededor de la Tierra

1.000

Bicicleta 26 Ondas sísmicas 3.600Guepardo (animal más veloz) 30 La Tierra alrededor del Sol 30.000Auto 40 Luz en el vacío 300.000.000

ORT2008 1

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

Movimientos Rectilíneos. Guía de Problemas

Movimiento Rectilíneo Uniforme

1) El dibujo representa un aula (cuadriculada cada metro). Indicar la posición de la pelota en el desde cada uno de los 2 sistemas de referencia. Completá la tabla

2) Se suelta una pelota desde una altura de 6 m, el experimento termina cuando ésta alcanza el suelo. Indicar la posición inicial y la posición final para cada uno de los sistemas de referencia.

3) En el dibujo se muestra la posición de 4 bolitas distintas en el momento en que se enciende el cronómetro. Las flechas indican para que lado se muevenPara cada bolita indicar la posición inicial

4) El dibujo muestra la posición de 4 bolitas en cuatro instantes diferentes (a los 0, 2, 4, y 6 segundos).Se pide:

a) Graficá, para cada bolita, la posición en función del tiempo

ORT2008

Sistema de referencia x y(X1 , Y1)(X2 , Y2)(X3 ,Y3) -1 -2

2

s

t

Y2

Y1

0

12

3

4

5

6

6

54

3

2

1

0

0-10-20-30-40 10 20 30 40 50 60 cm

A B C D

X1

X2

Y2Y1

Y3

X3

b) ¿Todas se mueven con velocidad constante? ¿Cómo te podés dar cuenta, a partir del gráfico?

c) Durante los 6 segundos ¿Cuánta distancia recorrió cada bolita?

d) Calculá la velocidad de cada bolita (solo de aquellas que se desplazan con velocidad constante)

e) Graficá velocidades tiempos para cada bolita (solo de aquellas que se desplazan con velocidad constante)

f) Si cada bolita continuara moviéndose de igual forma. ¿Qué posición alcanzaría cada una a los 10 segundos? Que distancia recorrería cada una al cabo de 10 segundos?

5) Un auto se desplaza a 40 km/h ¿Cuánto demorará en recorrer 220 km?

6) ¿Qué velocidad tendré que desarrollar si quiero recorrer 300 m en 2 segundos? Expresarlo en m/s y km/h

7) Si camino a 5 km/h ¿cuántos metros recorreré en 10 segundos?

ORT2008 3

vt

0-10-20-30-40 10 20 30 40 50 60 cm

A

B C D

0-10-20-30-40 10 20 30 40 50 60 cm

C

D

B A

0-10-20-30-40 10 20 30 40 50 60 cm

AB CD

0-10-20-30-40 10 20 30 40 50 60 cm

AB

C

D

t = 2s

t = 0s

t = 4s

t = 6s

8) Cuando los aviones superan la velocidad del sonido se dicen que son supersónicos ¿a cuántos km/h deben volar? (el sonido viaja aproximadamente a 340 m/s)

9) Pasar 100 km/h a m/s

10) Un “año luz” es la distancia que recorre la luz en un año ¿a cuántos metros equivale? (la velocidad de la luz es de 300 000 km/s)

11) El parque Centenario tiene un diámetro de 4 cuadras (1 cuadra son aproximadamente 100m). Si una persona da una vuelta corriendo en 8 minutos ¿qué rapidez promedio desarrolla? ¿Es un caso de MRU?

12) El siguiente gráfico representa el recorrido de un auto en función del tiempo. Contestá las siguientes preguntas y fundamentá tu respuesta a) Durante cuánto tiempo estuvo detenido?b) Cuántos km recorrió en cada tramo?c) En cuál tramo fue más rápido?d) Graficá velocidades tiempos

13) El siguiente gráfico representa el recorrido de un auto en función del tiempo. Contestá las siguientes preguntas y fundamentá tu respuesta a) Cuál fue la posición inicial del auto?b) Durante cuánto tiempo estuvo detenido?c) Cuántos km recorrió en cada tramo?d) En qué instantes el auto va para adelante

y en qué instante va para atrás?e) Calculá la velocidad en cada tramof) En cuál tramo fue más rápido?g) Cuál fue la posición final?h) Cuál fue la distancia total recorrida?i) Graficá velocidades tiempos.

14) Para cada una de las siguientes situaciones construí un gráfico de posiciones tiempos y otro de velocidades tiempos.

a) Un auto que parte de una posición inicial de 20m y se desplaza a velocidad constante, hasta alcanzar la posición 80m al cabo de 4 segundos.

b) Una esfera que parte de la posición inicial cero, se desplaza a una velocidad constante de 5m/s durante 8 segundos.

c) Un cuerpo que parte de la posición 120 m se desplaza hacia atrás durante 10 segundos hasta alcanzar la posición de 20m.

d) Un auto que parte de la posición inicial cero, se desplaza hacia atrás a una velocidad constante de 6 m/s durante 4 segundos.

ORT2008 4

s (km)

t (horas)

200

8 12

600

4

s (km)

t (horas)

200

8 12

600

4

15) ¿Cuáles de los siguientes gráficos representan movimientos con velocidad constante?¿Por qué?

ORT2008 5

t

s

t

s

t

v

t

s

t

vt

v

Respuestas y ayudas

Cómo cambiar de unidades?

Existen distintas formas, te contamos una!!

ejemplo: Pasar 60 km/h a m/seg

60 km h

Entonces

60 km 60 1000 m 16.6 m h 3600 seg seg

1) Para SR1(Sis. de Ref. 1) La posición es (2m;2m) para es SR2 (-2m ; 0m)2) Para es SR1 PosiciónInicial=0m y PosiciónFinal=6m

Para es SR2 PosiciónInicial=6m y PosiciónFinal=0m3) Hacelo solo4) b) La única que no se mueve con velocidad constante es la “A”

c) Las 4 bolitas recorrieron 60cmd) velB= 10 cm/s velC= 10 cm/s velD= -10 cm/sf) sA= 150cm sB= 80cm sC= 100cm sD= -70cmdA= 150cm dB= dC= dD= 100cm

5) 5.5h6) 150m/s=540km/h7) 13.8m8) 1224km/h9) 27.7m/s10)9.41015m=9 400 000 000 000 000 m11)157m/min = 2.6m/seg = 9.4km/h12)a) 4h

b) de 0a 4h 200km de 4a 8h nada de 8a 12h 400km

13)a) 200kma) 4segb) 400km, 0km y 600kmc) de 0 a 4seg va hacia delante de los 8 a los 12seg retroceded) 100km/h, 0 y –150km/he) de 8 a 12 segf) 0kmg) a la ida 400km, a la vuelta 600km, distancia total de 1000km

14)Hay 2 graf. que representan un MRU, otros 2 de un cuerpo quieto y los 2 restantes describen otro tipo de movimiento

ORT2008 6

como 1 km = 1000 m

como 1 hora = 3600 seg

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

Ejercicios

1) ¿Cuál es la aceleración de un auto que desplaza con una velocidad constante de 90 km/hora?

2) ¿Qué aceleración tiene un cuerpo que en 5 segundos pasa de una velocidad de 15 m/s a otra de 25 m/s?

3) ¿Quién tiene mayor aceleración moviéndose en línea recta: un auto cuya velocidad aumenta de 50 a 60 km/hora o una bicicleta que pasa de 0 a 10 km/hora en el mismo intervalo de tiempo?. Justificar la respuesta.

4) ¿Cuánto tarda en pasar de una velocidad de 12 m/s a otra de 24 m/s, un automóvil cuya aceleración es de 2 m/s2?

5) ¿Qué velocidad inicial tenía un cuerpo cuya aceleración es de 4 m/s2, si al cabo de 6 segundos alcanza una velocidad de 32 m/s?

6) ¿Qué velocidad alcanza al cabo de 4 segundos, un automóvil sabiendo que su velocidad inicial es de 2 m/s y que acelera a 3 m/s²?

7) ¿Qué aceleración tiene un cuerpo que en 4 segundos pasa de una velocidad de 25 m/s a otra de 15 m/s ?

8) ¿Cuánto tiempo tarda en pasar de una velocidad de 45 km/hora a otra de 24 km/hora, un cuerpo cuya aceleración es de – 1,2 m/s²?

9) Cuál es la aceleración de un cuerpo, que se mueve con un MRUV, si su velocidad cambia de 5m/s a 20 m/s en 4 segundos. Graficá v-t y Calculá la distancia recorrida

10) Un cuerpo que parte del reposo acelera a razón de 3 m/s2. Para cada uno de los siguientes instantes 0, 4, 8, 12, 16 y 20 segundos, se pide:a) Calculá la velocidad alcanzada, en cada uno de los tiempos indicados.b) Graficá v-t (velocidades tiempos)c) Calculá la distancia recorridad) Graficá s-t (posiciones tiempos).

11) Si un cuerpo se desplaza con una aceleración constante de 2 m/s2 ¿Cuánto tiempo demorará en pasar de 6 m/s a 20 m/s?

ORT2008 7

Posicion vs tiempo

02468

1012141618

0 1 2 3 4 5

t [seg]

s [

m]

12) El siguiente gráfico describe el movimiento de un cuerpo. Contestar la siguiente pregunta utilizando la regla de tres simple. ¿Si a los 2 seg el cuerpo se encuentra en la posición 4m, a) cuál será la posición a los 4

segundos?

13) ¿Por qué la respuesta no coincide con lo que indica el gráfico?

14) Algunas de las

características técnicas del Peugeot 206 XS son las siguientes: Aceleración de 0 a 100 km/h en 12,5 segundos.a) ¿Cuánto vale la aceleración?. Expresarla en m/s2.b) ¿Qué distancia recorrió durante los 12,5 segundos?

15) Se desea detener en 20 segundos, un auto que marcha a una velocidad de 80 km/h. a) ¿Qué aceleración se deberá desarrollar?b) ¿Qué significa que una aceleración sea negativa? c) ¿Puede ser que la aceleración de negativa y al auto siga avanzando?

16) Cuando se encendió el cronómetro la velocidad inicial fue de 10 m/s A partir del siguiente gráfico se pide:a) Calculá las velocidades a los 10, 15 y

25 segundosb) Graficá velocidades tiemposc) Calculá la distancia recorrida durante los 25 segundosd) Para los 12 segundos, Calculá la velocidad, la aceleración y la distancia

recorrida

17) En cada uno de los gráficos Calculá la distancia recorrida

18)Un

auto parte del reposo desde A y acelera a razón de 3m/s2 durante 12 segundos hasta alcanzar el punto B, a partir de allí sigue andando con velocidad

ORT2008 8

4

5 10 15 20 25 30

a (m/s2)

t (s)

-4-8

8

t(s)

a

d(m)

b c d e

v(m/s)

9

10 10

9

10

9

6

v(m/s) d(m)

10

9 9

10t(s) t(s) t(s) t(s)

v(m/s)

constante hasta alcanzar el punto C (la distancia BC es de 540 m) A partir de C desacelera en forma constante durante 13 segundos alcanzando en D una velocidad de10 m/sa) Calculá el tiempo totalb) Graficá velocidades

tiemposc) Graficá aceleraciones tiemposd) Calculá la distancia total recorridae) Para los 30 segundos , Calculá la distancia recorrida, la velocidad y la

aceleración

19) ¿Qué significa una aceleración de 5 m/s2? Indicar la o las opciones correctas.a) Significa que en 1 segundo recorre 5 metros b) Significa que en 5 segundos recorre 1 metro c) Significa que en 1 segundo la velocidad se incrementa (sube) en 5 m/s d) Significa que en 1 segundo alcanza una velocidad de 5 m/s

20) Por qué se dice kilómetros por hora y se escribe km/h?

21) ¿A que se denomina “MRUV”? Indicar la o las opciones correctas.a) A un movimiento rectilíneo donde la velocidad varia de cualquier formab) A un movimiento rectilíneo donde la aceleración varia de cualquier formac) A un movimiento rectilíneo donde la velocidad varía pero no de cualquier

forma, lo puede hacer sólo manteniendo una aceleración constanted) A un movimiento rectilíneo donde la velocidad varia, pero no de cualquier

forma, sólo puede aumentar .e) A un movimiento rectilíneo donde la aceleración vale cero

ORT2008 9

A B C D

22) Sin realizar cálculos construye, en forma cualitativa, el gráfico faltante en cada caso.

23) Sin Realizar cálculos, graficá las siguientes situaciones:a) Un auto, que parte del reposo, acelera de forma constante, de modo de

alcanza los 30 m/s en 10 segundos. Graficá v-t y a-tb) Un auto que parte del reposo, desarrolla una aceleración constante de 5

m/s2. Graficá v-t y a-tc) Un auto desarrolla una velocidad constante de 5 m/s. Graficá v-t y a-td) Un auto que se desplaza a una velocidad de 100 km/h desacelera de forma

constante durante 10 segundos hasta detenerse. Graficá v-t y a-t

24) Cuando la bolita se desplaza por los tramos horizontales lo hace con velocidad constante, cuando cae por el tramo inclinado acelera de forma constante. Graficá en forma cualitativa (sin realizar cálculos)a) Velocidades-Tiemposb) Aceleraciones-Tiempos

ORT2008 10

a

v

Velocidad inicial Nula

t

a

t

v

t t

a Velocidad inicial es mayor que cero

v

t

a

t

v

t t

Lectura de gráficos

Para todos los gráficos las escalas son las siguientesEscala de tiempos: 1 cm-----2 segundosEscala de distancias: 1 cm-----4 metrosEscala de velocidades: 1cm-----3 m/s

27)

ORT2008

25)

11

t

va)Cuál fue la velocidad inicial?b)Cuál fue la velocidad máxima alcanzada?c)En qué instante alcanzó una velocidad de 6 m/s?d)Cuál fue la distancia total recorrida?e)Es un caso de MRU o MRUV?

El gráfico representa el movimiento de 2 autos:

a)Cuál fue más rápido?b)Cuál llegó más lejos?c)Cuál estuvo, en movimiento, durante más tiempo?d)Es un caso de MRU o MRUV?e)Cuál de los dos tuvo una aceleración mayor?

t

sA

B

26)

28) Cuáles de los siguientes gráficos podrían corresponder a un movimiento rectilíneo uniforme, cuáles a un movimiento rectilíneo uniformemente variado, y cuáles a un cuerpo que esté quieto? Fundamentá tu respuesta

ORT2008 12

t

a

t

a

t

a

t

s

t

s

t

s

t

v

t

v

t

v

t

s

t

v

t

v

Caída LibreUn caso particular de movimiento uniformemente

variado

Si soltás dos cuerpos de distinto peso y si el rozamiento con el aire es tan pequeño que se puede despreciar(es decir no vale soltar una hoja de papel o algo que sea frenado por el aire)Notarás 2 cosas

Tardan el mismo tiempo en caer. Caen siempre con la misma aceleración.

Si bien es fácil realizar este experimento existen algunas complicaciones: por ejemplo es imposible que no roce con el aire, pero fundamentalmente como los tiempos de caída son muy cortos se dificulta su mediciónEn el programa llamado caída (lo podés bajar de cualquier computadora del laboratorio de computación) simula el movimiento de un cuerpo que cae en el vacío (sin aire) Toma mediciones de por lo menos 6 instantes distintos de las

velocidades y las distancias recorridas al caer el cuerpo. Realiza una tabla para almacenar la información (tiempos, distancias y

velocidades) Grafica: distancias-tiempos y velocidades-tiempos Calcula la aceleración Grafica: aceleraciones-tiempos

ORT2008 13

Ejercicios

28) Un cuerpo que se suelta en el vacío tarda 4 segundos en caer a) ¿Cuál fue la velocidad máxima alcanzada?b) ¿Cómo será el gráfico velocidades tiempos?c) ¿Desde que altura se lo soltó?d) ¿Cuándo recorrió mayor distancia los primeros 2 seg. ,o los segundos 2

seg.? Calculalas.

29) Se suelta un cuerpo, en el vacío, desde una cierta altura y alcanza una velocidad máxima de 80m/s.a) ¿Cuánto duró la caída?b) ¿Desde qué altura se lo soltó?

30) Se suelta una piedra cerca de la superficie lunar y cae libremente durante 7 segundos. La aceleración de la gravedad lunar es de 1,6 m/s²; a) ¿qué velocidad alcanzará?b) ¿qué distancia recorrerá?

31) Un cuerpo se arroja hacia arriba ,en el vacío, con una velocidad de 60 m/s a) ¿Cuál fue la velocidad, al alcanzar la altura máxima?b) ¿Cuánto tiempo tardó en alcanzar la altura máxima?c) ¿Cómo será el gráfico velocidades tiempos?d) ¿Cuál será la velocidad al cabo de 2 segundos?e) ¿Cuándo recorrió mayor distancia los primeros 3 seg. ,o los segundos 3

seg.? Calculalas. f) Para los 8 segundos, calculá: la velocidad, la distancia recorrida y la altura

a la que se encuentra.

32) Si la aceleración de la gravedad es la misma para todos los cuerpos ¿para qué sirven los paracaídas?

33) Contestar Verdadero o falsoa) Puede ser que un cuerpo marche a una velocidad constante y su

aceleración sea distinta de cero.b) La superficie en un gráfico aceleraciones tiempos me permite calcular la

distancia recorrida por el cuerpo.c) No hay mayor aceleración que la de la gravedad.d) El velocímetro del auto en realidad me indica la rapidez.e) Puede darse el caso que un auto se mueva con rapidez constante y su

velocidad varíe.f) La superficie en un gráfico distancias tiempos me permite Calcular la

distancia recorrida por el cuerpo.g) Si suelto un cuerpo, siempre caerá con la misma aceleraciónh) En la Luna no hay gravedad, es decir los cuerpos no caen (se quedan

flotando)i) Decimos que un cuerpo está en caída libre cuando está sujeto solo a la

acción de la gravedadj) Si suelto algo desde un décimo piso (despreciando la resistencia del aire) y

se que los primeros cinco pisos los recorre en 2 segundos, entonces

ORT2008 14

haciendo una regla de tres simple puedo afirmar que el tiempo total de la caída será de 4 segundos.

34) En cada caso elegir la o las opciones correctas. (puede haber mas de una)

a) Cuando suelto una piedra desde un primer piso (despreciando rozamiento con el aire)

tanto la rapidez como la aceleración aumentan a medida que la piedra cae la rapidez aumenta a medida que la piedra cae pero la aceleración no varía la rapidez aumenta a medida que la piedra cae y la aceleración disminuye la rapidez es constante, lo que varía es la aceleración

b) Qué significa que un cuerpo acelere a razón de 10 m/s2?

Significa que en 1 segundo recorre 10 metros Significa que en 10 segundos recorre 1 metro Significa que en 1 segundos la velocidad se incrementa (sube) en 10m/s Significa que en 1 segundos alcanza una velocidad de 10 m/s Significa que está cayendo en caída libre

c) Se suelta un cuerpo desde un edificio desde el décimo piso, si no existiera el rozamiento con el aire se podría afirmar que:

La aceleración con la que cae aumentará a medida que el cuerpo caiga Tardará lo mismo en caer los primeros 5 pisos que los segundos 5 pisos Tardará más en caer los primeros 5 pisos que los segundos 5 pisos El tiempo que tarda en recorrer los primeros 8 pisos será el doble que el

tiempo que tarda en recorrer los primeros 4 pisos

ORT2008 15

Ayudas y Respuestas1) a=02) a=2 m/s2

3) Los dos tienen la misma velocidad, ya que en un mismo intervalo de tiempo cambian su velocidad en un mismo valor.

4) t=6 segundos5) vel= 8 m/s6) vel= 14 m/s7) a= -2,5 m/s2

8) t=4,86 segundos9) a=3,75 m/s2 10) Por ejemplo: para t=8s v=24m/s

a. d=96m

11)t=7s12)d=8m

No todo se puede resolver con regla de tres y es importante saber cuando se la puede aplicar y cuando no Por ejemplo: si a los 10 años tengo 5 dedos en cada mano, cuántos dedos por mano tendré a los veinte? Muchos mas chicos de los que vos pensás responderán 10 dedos por mano, luego de aplicar la regla de tres.

13)La respuesta correcta es 20m como se indica en el gráfico

14)a)2,2m/s2 b)173,6m (casi 2 cuadras)15)a) a= -1,1m/s2 b)El menos significa que la velocidad disminuye es decir se frena es decir

desacelerac)Por supuesto, mientras uno frena con el auto, éste sigue avanzando

16)a) 50m/s, 50m/s, 10m/sc)850md) v=50m/s a=0 m/s2 d=400m

17)a)45m b)9m c)75m d)9m e)90m

18)a)t=40sa) d)d=1055mb) e)d=855m v=30m/s a=-2 m/s2

19)Que en cada segundo, la velocidad se incrementa (sube) en 5m/s. Por ejemplo: Si parto del reposo en cada segundo la velocidad subirá pasando de 0 a 5m/s a 10m/s a 15m/s, etc.

20)El “por” no siempre significa multiplicar, cuando digo ¿por qué? No significa que multiplico a que.a) Cuando digo km por hora el por no significa multiplicar sino km por cada hora.b) A veces el uso de ciertas palabras pueden llevar a confusiones fatales: Si tu mecánico está

probando el motor y te dice acelerá!!! Solo te pide que aprietes el acelerador y no que arranques el auto y lo pases por encima.

21)Movimiento Rectilíneo significa que se mueve en línea recta, Uniformemente Variado significa que la velocidad varía pero NO de cualquier forma sino a un ritmo constante. Por ejemplo si la velocidad sube, en tiempos iguales, de 0 a 5m/s a 17m/s a 31m/s será un “movimiento

variado”, pero no un “uniformemente variado”.i) Es la c

22)

23)Te damos las formas de los gráficos, pero NO te decimos cual es cual

ORT2008 16

t

sEj.10: Da una curva llamada “parábola”

La superficie da 50m y me indica la distancia recorridav

t

v

t

24)Te damos las formas de los gráficos, pero NO te decimos cual es cual

25)a)v=3m/s b)v=9m/s c)t=4,5s d)Calculá la superficie. da 60m e)es un caso de MRUV

26)a)El “A” b)El “A c)El “B” d)Son MRU e) La aceleración de los 2 es cero27)Tener en cuenta que M.R.U. significa Movimiento rectilíneo uniforme (velocidad constante)

y M.R.U.V significa Movimiento rectilíneo uniformemente variado (aceleración constante)

Hay 3 MRUHay 2 quietoHay 1 que podría representar algo quieto o con MRUHay 4 MRUV Hay 2 movimientos no estudiados (no son ni MRU ni MRUV)

29)Consideramos a g=10m/s2

i) a) 40m/s c) 80md)Primeros 2 segundos------d=20mi. Segundos 2 segundos------d=60m

30) a) 8s b) 320m31) a) v=11,2 m/s b) d=39,2 m/s32)a) v=0

b) t= 6segc) altura máxima= 180 md) v= 40 m/s

e) los primeros 3 seg. recorre 135 m, los segundos 3 seg. recorre 45 m f)-20m/s (el cuerpo esta descendiendo) dist= 200m altura=160m 33)Para que un cuerpo caiga con la aceleración de la gravedad “g” no debe rozar contra el aire

(ni contra nada), justamente el paracaídas sirve para provocar el efecto opuesto, es decir que al rozamiento con el aire sea tal que la aceleración disminuya. En el momento que se abre el paracaídas la velocidad de la persona disminuye bruscamente produciéndose una aceleración negativa Como en la Luna no hay atmósfera, no tiene sentido utilizar un paracaídas .

34)Hay 7 Falsas y 3 VerdaderasComentarios:

b)Para Calcular la distancia recorrida hallando la superficie se debe utilizar el gráfico v-th)Es común pensar que el vacío está relacionado con la gravedad, existe la clásica experiencia de hacer vacío dentro de una campana de vidrio para soltar una pluma y algo pesado de modo de comprobar que los dos caen al mismo tiempo. i)Si tiro un cuerpo hacia arriba, por ejemplo si se dispara con un arma una bala hacia arriba (siempre despreciando el rozamiento con el aire), estará en caída libre aunque la bala suba.

35) a)Es la 2b)La 3c)La 3

"¿Me podrías indicar, por favor, hacia dónde tengo que ir desde aquí?” , preguntó Alicia.

ORT2008 17

Trabajo PrácticoMovimientos Rectilíneo Uniforme

Base de madera

Burbuja de Aire

Tubo con Glicerina

“Eso depende de dónde quieras llegar”, contestó el Gato. “A mí no me importa demasiado a dónde...” empezó a explicar Alicia.“En ese caso da igual hacia dónde vayas” interrumpió el Gato.“...siempre que llegue a alguna parte”, terminó Alicia a modo de explicación.“Oh! Siempre llegarás a alguna parte”, dijo el Gato, “si caminas lo suficiente”

Lewis Carrol (Alicia en el país de las maravillas)

Objetivo: Describir y analizar las características de un movimiento rectilíneo.

Fundamento teórico: Decimos que un objeto está en movimiento cuando cambia de posición a medida que transcurre el tiempo. Las sucesivas posiciones del móvil determinan su trayectorias. Estas trayectorias o recorridos pueden presentar diversas formas, que van de simples rectas hasta diferentes tipos de curvas (circunferencias, elipses, parábolas, etc.).La determinación de la posición de un objeto requiere la elección de un sistema de referencia que, en el caso de un movimiento rectilíneo, queda definido por un punto sobre la trayectoria desde el cual se medirán las diferentes posiciones. La diferencia entre dos posiciones cualesquiera se denomina desplazamiento y en el caso de los movimientos rectilíneos que se realizan en un sólo sentido equivalen a las distancias recorridas.A cada posición le corresponde un determinado instante de tiempo. La diferencia entre dos instantes es lo que llamamos intervalo de tiempo. La descripción de un movimiento requiere, en un primer análisis, expresar el tipo de relación que existe entre las magnitudes posición y tiempo.

En el siguiente trabajo experimental estudiarás el movimiento de una burbuja de aire que asciende en un medio más viscoso (glicerina).

Procedimiento: Midiendo Posiciones y Tiempos

Como habrás notado la burbuja de aire sube desde la base de madera hacia arriba. Cuando pase por la posición 0 poner en marcha el cronómetro y detenerlo cuando pase por la posición 10 cm. La posición por donde pase la bolita cuando se enciende el cronómetro se denomina “posición inicial” Repetir la medición tres veces y tomar el promedio de las tres mediciones. Este promedio será el intervalo de tiempo correspondiente a un recorrido de 10 cm.

ORT2008 18

Repetir el procedimiento poniendo en marcha el cronómetro en la posición 0 y deteniéndolo a los 20, 30, 40, 50cm, etc. (en todos los casos cronometrar tres veces y tomar el promedio).

Organización de información: Confeccionar y completar una tabla como la siguiente

Nº demedicion

es

Posición

Inicial si

(cm)

Posición

Final sf

(cm)

Desplazamiento

s=(sf – si)(cm)

Intervalo de tiempot1

(seg)t2

(seg)t3

(seg)t

(seg)

12345678

Repetir la experiencia poniendo en marcha el cronómetro en la posición 10 (es decir con una posición inicial distinta de cero) y deteniéndolo a los 20, 30, 40, 50cm, etc. (en todos los casos cronometrar tres veces y tomar el promedio).Almacenar la información en otra tabla

Construir con los datos de la tabla y sobre papel milimetrado el gráfico de la posición en función del tiempo.

Preguntas respecto de la experiencia

¿Cuál es la mejor forma de medir para lograr la mayor exactitud?¿Por qué se propone tomar cada medición de tiempos tres veces y luego promediar?

Preguntas analizando la información obtenida:

¿Qué características presentan los puntos de la gráfica?.¿Qué tipo de proporcionalidad existe entre desplazamiento e intervalo de tiempo?Agregar otra columna a la tabla de valores y completarla con los cocientes s / t.¿Qué representa este cociente? ¿En qué unidades se expresa?Estimar a partir del gráfico el tiempo necesario para recorrer 50 cm y verificarlo experimentalmente.

ORT2008 19

Objetivo: Describir y analizar las características de un movimiento rectilíneo.

Fundamento teórico: Decimos que un objeto está en movimiento cuando cambia de posición a medida que transcurre el tiempo. Las sucesivas posiciones del móvil determinan su trayectorias. Estas trayectorias o recorridos pueden presentar diversas formas, que van de simples rectas hasta diferentes tipos de curvas (circunferencias, elipses, parábolas,etc.).La determinación de la posición de un objeto requiere la elección de un sistema de referencia que, en el caso de un movimiento rectilíneo, queda definido por un punto sobre la trayectoria desde el cual se medirán las diferentes posiciones. La diferencia entre dos posiciones cualesquiera se denomina desplazamiento y en el caso de los movimientos rectilíneos que se realizan en un sólo sentido equivalen a las distancias recorridas.A cada posición le corresponde un determinado instante de tiempo. La diferencia entre dos instantes es lo que llamamos intervalo de tiempo.La descripción de un movimiento requiere, en un primer análisis, expresar el tipo de relación que existe entre las magnitudes posición y tiempo.

En el siguiente trabajo se estudiará el movimiento de una esfera de acero que desciende por un riel. Para ello registraremos y analizaremos tres magnitudes asociadas a este movimiento: Posición, Velocidad y Tiempo.Las posiciones y tiempos se determinarán, como en casos anteriores, con regla y cronómetro. La medición de la velocidad se hará utilizando un medidor de velocidad.

Utilizando el medidor de velocidad es posible hacer una determinación directa de la velocidad de la esfera en distintos momentos de su recorrido. Como el dispositivo calcula la velocidad media del móvil para una distancia de 10 cm (separación entre sensores) se deberá ubicar el medidor de manera que su punto medio coincida con la posición del riel para la que se hará la determinación (ver esquema junto a estas líneas).

ORT2008 20

Trabajo PrácticoMovimientos Rectilíneos Uniformemente Variado

0

Ubicación del medidor para determinar la velocidad en la posición 20cm

20cm

Procedimiento: Armar un dispositivo como el que aparece en la figura.

La inclinación del riel deberá ser tal que la esfera pueda recorrerlo totalmente en un tiempo de aproximadamente 3 segundos.Sobre el riel deberá marcarse un punto de referencia 0 y a partir de él se harán marcas cada 20 cm a lo largo de todo el recorrido.

Durante toda la práctica se soltará las esfera desde el punto

0. Colocar el medidor de velocidad a 20 cm del punto de referencia.Soltar la esfera desde la posición 0. Simultáneamente poner en marcha el cronómetro y detenerlo cuando pase por la posición 20 cm.Registrar los valores de tiempo y velocidad correspondientes.Repetir la medición tres veces y tomar el promedio de las tres mediciones, tanto para los tiempos como para las velocidades. Estos promedios serán el intervalo de tiempo y la velocidad correspondientes a un recorrido de 20 cm.

Repetir el procedimiento poniendo en marcha el cronómetro en la posición 0 y deteniéndolo en las posiciones que se indican en la tabla de la pagina siguiente, En todos los casos cronometrá tres veces y calculá los promedios.NOTA: para no demorar la toma de datos es conveniente que los promedios sean calculados DESPUES DE HABER HECHO TODAS LAS MEDICIONES

ORT2008 21

Medidor de Velocidad

Organización de información: Confeccionar y completar una tabla como la siguiente

N° de medición

Posición(m)

Intervalo de Tiempo(seg.)

Velocidad (m/s)

t1 t2 t3 tPROM V1 V2 V3 VPROM

123456789101112

0.000.200.300.400.500.600.801.001.201.401.601.80

Análisis de los datos

a) Construí con los datos de la tabla y sobre papel milimetrado los gráficos posición – tiempo y velocidad - tiempo.

b) ¿Qué características presentan los puntos de la gráfica velocidad - tiempo?.c) ¿Que tipo de proporcionalidad existe entre estas dos magnitudes?d) Realizá los cocientes velocidad/tiempo en cada medicióne) ¿Qué representan estos cocientes? ¿En qué unidades se expresa?f) ¿Qué características presentan los puntos de la gráfica posición - tiempo?.g) Estimá a partir de los gráficos el tiempo necesario para recorrer 65 cm y la

velocidad de la esfera en esa posición y verificarlo experimentalmente.

ORT2008 22

Introducción:

La Física, como la Biología o la Química se conocen como ciencias experimentales ya que requieren de la realización de experimentos que permitan progresar en el estudio de los fenómenos.Un aspecto importante en la marcha de un experimento es la toma y el registro de los datos, ya que es a partir de esta información que se podrán extraer conclusiones y elaborar nuevas hipótesis.En estas primeras experiencias realizarás el registro de datos utilizando sensores conectados a una computadora.Un sensor es un instrumento que permite tomar datos tales como la temperatura, la velocidad ó la posición de un objeto.El dispositivo consta de una interface que conecta el sensor con la computadora.Además, un programa adecuado permite operar todo bajo windows.

Este soft es gratuito y puedes acceder a él desde www.tecnoedu.com/Download/010814SWE_01.zipwww.tecnoedu.com/Download/010814SWE_02.zip

Aquí entrarás al programa SWS (ScienceWorkshop) a partir del ícono de acceso directo.Cuando se accede al programa aparece en la pantalla el Panel de Configuración de Experimento. (en el esquema siguiente se detallan la función de alguno de los botones que utilizaremos

ORT2008 23

Trabajo PrácticoAnálisis de movimientos con Sensores

Actividad 1

Ingresa al archivo Actividad1.En la pantalla de gráficos aparece representado el movimiento de un objeto. El mismo muestra, para distintos instantes, las posiciones en las que se encuentra.A partir de él trata de responder a las siguientes cuestiones:

1.a ) ¿Cuál es la posición inicial del objeto?1.b ) ¿Cuál es la posición al cabo de 5 segundos (posición final)?1.c ) ¿Estuvo siempre en movimiento o en algún momento permaneció

detenido? Si es así, en que instantes no se movía. Explica las razones que te llevan a esa conclusión.

1.d ) ¿En qué momentos avanzó y en cuáles retrocedió?1.e ) ¿En qué instante, aproximadamente, se encontraba a 0,5 metros del

origen de coordenadas?

En la siguiente actividad tendrás la posibilidad de corroborar alguna de tus respuestas.

1.f) Trata de reproducir el movimiento propuesto, registrando con el sensor el desplazamiento de tu mano frente a él.Seguramente deberás hacer varios intentos, registrarlos y elegir aquel que más se aproxime al que aparece en la pantalla.Cuando consideres que es el registro apropiado guárdalo en tu directorio personal con el nombre EXPERIMENTO 1A.

Actividad 2

Repite el análisis y responde a las mismas preguntas que en el ejercicio anterior a partir de un nuevo gráfico.Trae el gráfico guardado en el archivo Actividad2

Analiza el gráfico y responde a las cuestiones

2.a ) ¿Cuál es la posición inicial del objeto?2.b )¿Cuál es la posición final?2.c )¿Estuvo siempre en movimiento o en algún momento permaneció

detenido? Si es así, en que instantes no se movía. Explica las razones que te llevan a esa conclusión.

2.d )¿En qué momentos avanzó y en cuáles retrocedió?2.e )¿En qué instante, aproximadamente, se encontraba a 0,5 metros del

origen de coordenadas?2.f) Como en el caso anterior busca reproducir el movimiento propuesto y

registrar los datos con el sensor.Repite el experimento las veces necesarias y cuando tengas una gráfica que consideres apropiada guárdala en tu directorio personal con el nombre EXPERIMENTO 1B.

ORT2008 24

Actividad 3

Sobre una hoja de papel cuadriculado o milimetrado traza un par de ejes cartesianos y representa el gráfico correspondiente a un movimiento que tiene las siguientes características:

Parte desde la posición 1 metro y a los dos segundos llega a la posición 0,5 metros.

Permanece 1 segundo en ese lugar. Se dirige en los dos segundos siguientes a la posición 1 metro. Por último retrocede hasta la posición 0,7 metros, llegando allí a los 6

segundos desde la partida.

Luego de construir el gráfico y de recibir el visto bueno del profesor, prepara el sensor para realizar una nueva experiencia. Para ello debes elegir Nuevo en el menú Experimento.

Como en los casos anteriores deberás hacer varios intentos hasta lograr el gráfico que más se aproxime al de las características dadas.Selecciona el mejor y guárdalo en tu directorio con el nombre EXPERIMENTO 2

Actividad 4

En esta actividad vamos a analizar otro caso de movimiento. En este caso será el de un objeto que se balancea colgando de un hilo (péndulo).Trae a la pantalla el gráfico guardado en el archivo PENDULO.

Utilizando el material de laboratorio trata de reproducir lo más exactamente posible el movimiento que genera el gráfico que aparece en la pantalla.Selecciona de entre tus gráficos aquel que más se aproxime al original y guárdalo en tu directorio con el nombre EXPERIMENTO 3.

Análisis de la experiencia: Responde las siguientes cuestiones

a) ¿Qué tuviste que ir modificando para lograr ajustar tu gráfico al propuesto?

b) Identifica en la gráfica las posiciones extremas del péndulo.c) Identifica el punto medio de la trayectoria (punto de equilibrio).d) ¿En cuál o cuáles de los puntos identificados anteriormente se invierte

el sentido de movimiento? ¿Por qué?e) De acuerdo con tu gráfico ¿cuánto tiempo le llevó al cuerpo volver al

punto de partida?

A partir de lo trabajado hasta aquí habrás observado que en el análisis y la descripción del movimiento hay varias cosas a tener en cuenta: los sistemas de referencia, las posiciones, los tiempos, el sentido del movimiento, las trayectorias, etc.Además notarás la utilidad y ayuda que brindan los gráficos en ejes cartesianos, como los de posición – tiempo, analizados en las experiencias.Más adelante conocerás otros gráficos que, como los vistos, ayudarán a describir el comportamiento de los objetos en movimiento.

ORT2008 25

ORT2008 26

Como hacer un Informe

La idea general es que a partir de tu informe cualquier persona, aunque no esté familiarizado con física, pueda saber que hiciste durante la experiencia.

Básicamente los ítems que formarán parte del informe son los siguientes

1) Objetivo: que es lo que te propones con la realización de la experiencia

2) Materiales utilizados: Dibujar los materiales utilizados describiendo que es cada cosa

3) Descripción de la experiencia: Escribir como realizaste la experiencia

4) Organización de la información: En todas las prácticas realizarás mediciones y los datos los anotaras seguramente en tablas para luego Graficálos en un par de ejes cartesianos. Todos los gráficos los tendrás que hacer a mano y en hoja milimetrada, teniendo cuidado de no olvidar que es cada eje y las escala con las cuales trabajaste

5) Cálculos y conclusiones: La idea es que a partir de la experiencia nos demos cuenta de leyes de carácter general que luego aplicaremos en los ejercicios para poder predecir resultados

6) Errores experimentales: Mencionaremos los errores cometidos, por ejemplo al realizar mediciones

En caso de que faltes o tengas que rehacer la práctica (por ejemplo por tomar mal las mediciones), asignaremos un día fuera de tu horario de clases donde podrás recuperar la experiencia.

ORT2008 27

HOJA MILIMETRADA

ESCALAS

Qué es cada eje?

Qué es cada eje?

NO OLVIDAR LAS UNIDADES