movimiento rectilíneo uniforme
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Movimiento rectilíneo uniforme
Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.
El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:
Movimiento que se realiza sobre una línea recta. Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez. Aceleración nula.
Características
La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad media (celeridad o rapidez) por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es rectilínea, con tal que la celeridad o módulo de la velocidad sea constante llamado movimiento de un cuerpo.
Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente hayamos adoptado como positivo.
De acuerdo con la Primera Ley de Newton, toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo. Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas, por lo que en el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) es difícil encontrar la fuerza amplificada.
Ecuaciones del movimiento
Sabemos que la velocidad V es constante; esto significa que no existe aceleración.
La posición X en cualquier instante viene dada por:
Donde es la posición inicial, es la velocidad constante y es el delta de tiempo (diferencia entre el instante final y el instante inicial).
Derivación de las ecuaciones de movimiento Desplegar
Movimiento rectilíneo uniforme. Representación gráfica de la posición, velocidad y aceleración de un móvil en función del tiempo.
Representación gráfica del movimiento
Al representar gráficamente la velocidad en función del tiempo se obtiene una recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además, el área bajo la recta producida representa la distancia recorrida.
La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.
Ejemplos
En astronomía, el MRU es muy utilizado. Los planetas y las estrellas NO se mueven en línea recta, pero la que sí se mueve en línea recta es la luz, y siempre a la misma velocidad (300.000 km/s). Entonces, sabiendo la distancia de un objeto, se puede saber el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia. Por ejemplo, el sol se encuentra a 150.000.000 km. La luz, por lo tanto, tarda 500 segundos (8 minutos 20 segundos) en llegar hasta la tierra. La realidad es un poco más compleja, con la relatividad en el medio, pero a grandes rasgos, podemos decir que la luz sigue un movimiento rectilíneo uniforme.
Hay otras aplicaciones a disciplinas tales como la criminalística. En esta disciplina, muchas veces es necesario averiguar desde donde se efectuó un disparo. Las balas, al ir tan rápido, tienen una trayectoria bastante recta (siempre se desvían hacia el suelo, pero si la distancia es corta, vale), y no disminuyen mucho la velocidad, por lo tanto se pueden calcular datos usando MRU.
LA IMPORTANCIA DE APRENDER FISICA
Desde el momento en que apareció un ser pensante en el universo, surgieron miles de dudas al respecto de su entorno, -el por qué de la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan. Las primeras explicaciones aparecieron en la antigüedad y se basaron en consideraciones puramente filosóficas, los conocimientos adquiridos a través de las observaciones se fueron acumulando y preguntas cada vez más complejas surgieron, que hasta el momento todavía no somos capaces de explicarnos.
Cuantas veces no nos hemos preguntado:
¿Por qué el cielo es azul?
¿El universo es infinito?
¿Qué es el tiempo?
¿Se podrá viajar al futuro o regresar el tiempo?
Preguntas que al no ser contestadas tratamos de evitar pensar en ellas y olvidarlas, mas sin embargo lo contrario a esto es lo que lleva a una persona y sobre todo a un niño a generar una buena lógica y los conocimientos bastos para sobresalir entre los demás.
El niño lleva dentro de si las potencialidades del hombre que un día será. De forma que pueda desarrollar al máximo sus capacidades intelectuales y logísticas de acuerdo a su entorno, aprendiendo los fundamentos físicos o tan solo con el hecho de comprender como es que funcionan los fenómenos, habilidades que pronto serán de gran utilidad.
Basándose en datos históricos se puede mostrar que las personas más sobresalientes intelectualmente tuvieron en su niñez una motivación y curiosidad por descubrir los principios que rigen el funcionamiento de la vida, un ejemplo palpable es el de un famoso científico que todos conocemos, ALBERT EINSTEN tuvo a su temprana edad inquietud por las lecturas científicas y filosóficas, que pronto lo llevaron hacia el descubrimiento de fenómenos físicos que nadie antes pudo pasar por apercibido, otro ejemplo Blaise pascal, Fue un genio precoz a quien su padre inició muy pronto en la geometría e introdujo en el círculo de Mersenne, la Academia, a la que él mismo pertenecía, esto le basto para desarrollar diferentes leyes y teoremas en las ciencias exactas. Y así podría mencionar muchos ejemplos de diferentes personajes que por el solo hecho de tener una inclinación hacia la física a edad temprana, lograron sobresalir.
Puedo mencionar, también, desde otra perspectiva la importancia de aprender los principios básicos de la física a temprana edad. Esto lo vemos a diario y no nos damos cuenta de lo que puede causar, siempre nos quejamos de que las precios suben, que tenemos mucha violencia, de
que otros países tienen mejor nivel de vida que nosotros, que el gobierno es corrupto, etc. Mas sin embargo nunca podemos darnos cuenta de que con el simple hecho de que un niño adquiera la educación suficiente podemos erradicar todas estas problemáticas. Sin dejar atrás el ejemplo, puedo decir y afirmar que otros países tienen mayores índices intelectuales gracias a los programas de educación donde desde edad temprana se les enseña física.
Otro punto a favor es el mencionar que los principios de la física son los principios del comportamiento de la materia y al decir esto me refiero a que si entendemos lo principal, se nos facilitara entender cosas más complicadas, pues es necesario pisar los primeros escalones de una escalera para pasar a los superiores. En la comparación de la sociedad japonesa con la mexicana encontramos un gran abismo pues los jóvenes japoneses en sus escuelas reciben los conocimientos de esta ciencia exacta desde una edad mucho menor a la que nosotros la recibimos, y es cuando podemos comprobar que los frutos de una nación con respecto a la otra, se debe a lo tanto insistido, ¨la importancia de aprender física desde una edad temprana.
Los procesos que intervienen en el proceso cognoscitivo del niño al aprender física son los procesos que siempre utilizara en su vida, el tener la imaginación suficiente para generar las imágenes necesarias para la comprensión de los fenómenos, la capacidad de relación entre el espacio tiempo, la capacidad de visualizar los futuros resultados, todo esto hace que la persona explote sus habilidades y las mejore, entonces al presentarse estas circunstancias en un infante las desarrollara lo suficiente como para que en futuros problemas pueda aplicar las herramientas adquiridas y resolver sin mayor problema.
En fin me atrevo a asegurar que todos los que ven a la física como un obstáculo o algo imposible de comprender tienen mayores dificultades a alguien que tubo la motivación suficiente para su estudio, y que si hubieran obtenido ese impulso, otra cosa seria de ellos, no me refiero a que se hayan ganado el premio nobel o descubierto una ley si no el simple hecho de facilitar su vida.UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
ESCUELA DE FORMACION DE PROFESORES DE ENSEÑANZA MEDIA
E.F.P.E.M.
LICENCIATURA EN LA ENSEÑANZA DE LA FISICA Y LA MATEMÁTICA
ELABORACIÓN DE MATERIAL DIDACTICO PARA LA FISICA
PRÁCTICA No. 1
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
( CINEMÁTICA )
GRUPO No. 3
* LUIS IGNACIO PONCE DE LEON
* MAVI PELAEZ
* HENRY LEONEL DE LOS SANTOS GOMEZ199850874
* HELSON MARCO ANTONIO CHEN GUTIERREZ199951625
PRÁCTICA No. 1
Movimiento Rectilíneo Uniforme
INTRODUCCIÓN
Esta experiencia es imprescindible para el inicio en el dibujo de las curvas espacio –tiempo de los movimientos, aunque la necesidad de disminuir los rozamientos hace necesario un material del que no siempre se dispone. Una alternativa es construir uno mismo el equipo con material reciclable, sin prácticamente costo alguno, con el cual se consigue una precisión más que suficiente.
FUNDAMENTOS
Es sabido que una bola sólida que cae en un medio viscoso ( aire, agua, glicerina,…), experimenta , además de la gravedad , una fuerza opuesta al sentido del movimiento que es proporcional a la velocidad de dicho cuerpo. Llega un momento en el que ambas fuerzas se igualan y se puede llegar a demostrar que la velocidad de caída es constante y función del radio de la bola, coeficiente de viscosidad, etc. Ello permite explicar el que los paracaidistas al los que se les avería el paracaídas, alcancen en su caída libre una velocidad máxima de unos 200 km/h, lo que explica que en algún caso hayan salvado la vida al caer entre malezas muy densas.
MATERIALES
* Un metro de tubo transparente
* Una bolita de rodamiento.
* Dos tapones de corcho.
* Una guía de madera graduada en centímetros.
* Taco de madera de unos 10 centímetros.
* Cinta adhesiva para sujetar el tubo a la guía.
* Un cronómetro digital ( sirve el de los teléfonos móviles ).
MÉTODO DE TRABAJO
Una vez el tubo lleno de agua, se introduce una bolita de acero en su interior, se tapa su extremo libre, se inclina el tubo apoyando su extremo en el taco de madera, y cuando la bola emprende su caída, se inicia el cronometraje para distintos recorridos (10, 20 ,….,80 cm ). Una persona se encarga de manipular el tubo, otra de cronometrar (al menos dos veces la misma caída) y un tercero de anotar los resultados. Los resultados de llevan a una curva espacios- tiempos en un papel milimetrado, y se comentan los resultados y la ley física obtenida.
Espacio ( cm ) | Tiempo 1 | Tiempo 2 | Tiempo medio |
10 | | | |
20 | | | |
30 | | | |
40 | | | |
50 | | | |
60 | | | |
70 | | | |
80 | | | |
COLEGIO PHILADELPHIA COLEGIO PHILADELPHIA INTERNACIONAL INTERNACIONAL FISICA 10
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
Profesor :Jairo Saavedra S. Santiago de Cali , Colombia 2009 DERECHOS RESERVADOS.
Movimiento rectilíneo uniformeUn movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y
es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es
nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.
El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:
Movimiento que se realiza sobre una línea recta.
Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.
La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.
Aceleración nula.
Características
La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad media
(celeridad o rapidez) por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la
trayectoria no es rectilínea, con tal que la celeridad o módulo de la velocidad sea
constante llamado movimiento de un cuerpo.
Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa
representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente
hayamos adoptado como positivo.
De acuerdo con la Primera Ley de Newton, toda partícula permanece en reposo o en
movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.
Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el
movimiento de las partículas, por lo que en el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) es
difícil encontrar la fuerza amplificada.
Ecuaciones del movimiento
Sabemos que la velocidad es constante; esto significa que no existe aceleración.
La posición en cualquier instante viene dada por:
donde es la posición inicial, es la velocidad constante y es el delta de tiempo
(diferencia entre el instante final y el instante inicial).
Derivación de las ecuaciones de movimientoDesplegar
Movimiento rectilíneo uniforme.Representación gráfica de la posición, velocidad yaceleración de
un móvil en función del tiempo.
Representación gráfica del movimiento
Al representar gráficamente la velocidad en función del tiempo se obtiene una
recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además, el área bajo la recta producida
representa la distancia recorrida.
La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a
una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.
Ejemplos
En astronomía, el MRU es muy utilizado. Los planetas y las estrellas NO se mueven
en línea recta, pero la que sí se mueve en línea recta es la luz, y siempre a la misma
velocidad (300.000 km/s). Entonces, sabiendo la distancia de un objeto, se puede
saber el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia. Por ejemplo, el sol se
encuentra a 150.000.000 km. La luz, por lo tanto, tarda 500 segundos (8 minutos 20
segundos) en llegar hasta la tierra. La realidad es un poco más compleja, con la
relatividad en el medio, pero a grandes rasgos, podemos decir que la luz sigue un
movimiento rectilineo uniforme.
Hay otras aplicaciones a disciplinas tales como la criminalística. En esta disciplina,
muchas veces es necesario averiguar desde donde se efectuó un disparo. Las balas,
al ir tan rápido, tienen una trayectoria bastante recta (siempre se desvían hacia el
suelo, pero si la distancia es corta, vale), y no disminuyen mucho la velocidad, por lo
tanto se pueden calcular datos usando MRU.
FISICA GRADO 10 FISICA GRADO 10
UNA VENTANA ABIERTA HACIA EL FUTURO
MECANICA
CINEMATICA
ESTATICA
DINAMICA
NI FUERZA, NI MASA
SUMATORIA DE FUERZAS Y DE TORQUES CERO
SE CONSIDERA LA FUERZA Y LA MASA
OBJETIVO GENERAL
DESCRIBIR ANALITICA Y GRAFICAMENTE EL MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME : M.R.U.
.
OBJETIVOS ESPECIFICOS OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.Diferenciar los conceptos de Distancia –Desplazamiento y Rapidez-Velocidad. 2.Expresar una Velocidad en diferentes unidades. 3.Reconocer la Pendiente ,en una curva Desplazamiento contra tiempo, como la Velocidad. 4.Identificar el área bajo una curva Velocidad contra Tiempo, como la Distancia recorrida. 5. Consultar la Velocidad de la Tierra y los seres vivos.
UNIDAD 1 : CINEMATICA
LECCION 1: LECCION 2: LECCION 3: LECCION 4: LECCION 5: LECCION 6: CONCEPTOS DEL M.R.U. GRAFICAS DEL M.R.U. EJEMPLOS DEL M.R.U. EJERCICIOS DEL M.R.U. EVALUACIÓN. COMPLEMENTACION.
LECCION 1 : CONCEPTOS BASICOS DEL M. R. U.
M.R.U.:Movimiento Rectilineo uniforme Aquel movimiento en el cual una partícula recorre espacios iguales en tiempos iguales. A 0 B 1 C 2 D 3 E 4 F 5 G d 6 t
AB = BC = CD = DE = EF = FG
DISTANCIA Y DESPLAZAMIENTO
DESPLAZAMIENTO: Es la longitud de la recta que une el punto de partida con el punto de llegada en el movimiento de una partícula. DISTANCIA. : Es la longitud de la trayectoria seguida por una partícula.
desplazamiento distancia
RAPIDEZ Y VELOCIDAD
Distancia sobre tiempo :RAPIDEZ Desplazamiento sobre tiempo: VELOCIDAD
Las unidades de rapidez y velocidad son las mismas: m/s , km/h .
EJEMPLO: AB = 20 m
B VELOCIDAD = 20/4 = 5 .0 m/s.
A
50 m Tiempo= 4 s. 5 0 RAPIDEZ= 50/4 = 12.5 m/s
FORMULA
DESPLAZAMIENTO= VELOCIDAD X TIEMPO
D = V * T
LECCION 2 : GRAFICAS DEL M.R.U.
Tiempo( segundos) Desplazamiento ( metros) 0 1 2 3 4 5 6 0 4 8 12 16 20 24 TABLA DE DATOS
Gráfica Desplazamiento contra tiempo en un M.R.U.
Gráfica D vs T
30 desplazam iento 25 20 15 10 5 0 0 2 4 tiem po 6 8
PENDIENTE
En una gráfica de D vs T , la pendiente se define como: V= D2-D1 / T2-T1 y significa velocidad la
¿Qué significa una velocidad de 4 m/ s ?
Significa que por cada segundo, que la partícula (o cuerpo ) esté en movimiento, avanza 4 metros.
Gráfica Velocidad contra tiempo en el M.R.U.
TIEMPO VELOCIDAD 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4
VELOCIDAD CONTRA TIEMPO
5 4 3 2 1 0 0 2 4 TIEMPO 6 8 V E L O C ID A D
La VELOCIDAD es constante
Area bajo la curva V vs T
El area bajo la curva velocidad contra tiempo significa la DISTANCIA recorrida. El área del rectángulo es 4*6 = 24. A los 6 segundos la partícula ha recorrido 24 metros.
LECCION 3: Ejemplos del M.R.U.
Ejemplo 1 ¿Cuál es la velocidad en m/s de un auto que viaja a 72 km/h ?
SOLUCION : 72 km / h * 1000 m / 1 km * 1 h / 3600 s ( 72 * 1000) / 3600 = 20 m / s 72 km / h es lo mismo que 20 m / s
EJEMPLO 2 : ¿Cuál es la distancia recorrida por un cuerpo que se mueve a una velocidad constante de 30 m/ s durante 5 s ?
SOLUCION :
D =V *T D = 30 m / s * 5 s D = 150 m
EJEMPLO 3 : ¿ Qué tiempo emplea una partícula , cuando recorre una distancia de 54 km con una velocidad constante de 36 km / h ?
SOLUCION :
T= D /V T = 54 km / ( 36 km / h ) T = 1.5 h = 90 minutos
EJEMPLO 4 : Dado el siguiente gráfico D vs T , calcule la velocidad de la partícula. . tiempo ( S ) desplazamiento ( m ) desplazamiento vs tiempo
0 1 2 3 4 5 6 7 0 7 14 21 28 35 42 49
desplazamiento ( m ) 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 tiempo (s) 6 8
SOLUCION :
VELOCIDAD =
28 –14 / 4-2 = 7 m / s
OTRA FORMA:VELOCIDAD = 42 – 21 / 6- 3 = 7 m / s
APLICACION TECNOLOGICA
Utilizando EXCEL , realice una tabla de datos que indique el movimiento de una partícula durante 10 segundos, partiendo del origen, y desplazandose 12 metros cada segundo. Presente un gráfico de DESPLAZAMIENTO vs TIEMPO. Imprima la tabla de datos y la gráfica, y luego anéxelas a su cuaderno.
APLICACIÓN TECNOLOGICA
Utilizando EXCEL, realice una tabla de datos que indique el movimiento de una partícula con velocidad constante de 6.0 m/s durante 10 segundos. Presente un gráfico de VELOCIDAD vs TIEMPO. Imprima la tabla y la gráfica.Anéxelas a su cuaderno.
EJEMPLO 5 : Grafique la curva velocidad contra tiempo del ejemplo anterior y calcule la distancia recorrida durante los primeros 6 segundos. SOLUCION : .
Distancia recorrida = 7 * 6 = 42 m
APLICACIÓN TECNOLOGICA
Utilizando EXCEL, realice una gráfica de velocidad vs tiempo , con datos que informen de una velocidad constante durante 10 segundos. Sombree el AREA que signifique la DISTANCIA recorrida. Imprima y anéxela a su cuaderno.
EJEMPLO 6 . Describa el movimiento en cada una de las siguientes gráficas:
SOLUCION : A) La partícula en el tiempo cero, ya ha recorrido una distancia, y a medida que pasa el tiempo regresa al punto de origen. La partícula se mueve con velocidad constante pero negativamente (se devuelve). B) La partícula no se mueve.La velocidad es cero.
LECCION 4 : EJERCICIOS DEL M.R.U.
1. ¿ Qué significa una velocidad constante de 12.5 m / s ? 2. ¿ Es posible que un cuerpo recorra 20 km y su despla samiento sea cero ? Explique. 3. ¿ Es posible que un cuerpo se desplace 20 km y su distan cia recorrida sea cero ? Explique. 4. Exprese una velocidad de 108 km / h en m / s. 5. Realice una gráfica V vs T , donde se muestre una velocidad constante de 18 km / h durante 30 s. 6. Realice una gráfica D vs t , donde se muestre que un un cuerpo está a 50 m del origen y allí permanec 5 horas. 7. Calcule la distancia recorrida en 20 s del ejercicio 5.
APLICACIÓN TECNOLOGICA
Presente, utilizando WORD , 5 problemas del M.R.U. Enúncielos y dé sus respectivas soluciones.Grafique utilizando EXCEL. Elabore en WORD, 10 enunciados conceptuales de falso y verdadero. Imprímalo y presénteselo a dos compañeros de clase. Anéxelo a su cuaderno.
MAS EJERCICIOS DEL M.R.U.
Describa el movimiento en cada una de las siguientes gráficas. D D V D
T D D
T D
T
T D
T
T
T
T
LECCION 5 : EVALUACION
Por favor hacer CLICK en la respuesta correcta.
1. Una velocidad de 90 km / h es igual a : A. 30 m / s B. 45 m/ s C. 25 m/ s
ERROR, INTENTA DE NUEVO.
FELICITACIONES
Por favor hacer CLICK en la respuesta correcta
2. En el movimiento rectilïneo uniforme la velocidad es :
A. Siempre cero. B. Constante. C. Variable.
ERROR, INTENTA DE NUEVO.
FELICITACIONES
Por favor hacer CLICK en la respuesta correcta .
3.El área bajo una curva velocidad contra tiempo significa:
A. Tiempo trascurrido. B. Velocidad constante. C. Distancia recorrida.
ERROR, INTENTA DE NUEVO.
FELICITACIONES
Por favor, hacer CLICK en la respuesta correcta
4. Un cuerpo se desplaza con velocidad constante. Si recorre 14.4 km en 12 minutos, su velocidad en m / s es :
A. 12 B. 20 C. 28.8
ERROR, INTENTA DE NUEVO.
FELICITACIONES
LECCION 6 : COMPLEMENTACION
1.CONSULTA LAS VELOCIDADES MAXIMAS PROMEDIO, DE 10 ANIMALES TERRESTRES, 10 ANIMALES ACUATICOS Y 10 AVES. http://dir.yahoo.com/Science/Biology/ 2.CONSULTA LAS VELOCIDADES DE LOS ATLETAS, QUE TIENEN EL RECORD EN LAS DISTANCIAS DE 100m PLANOS, 400 m CON VALLAS Y 5000 m PLANOS. http://dir.yahoo.com/Recreation/Sports/ 3.CALCULA LAS VELOCIDADES DE ROTACION Y TRANSLACION DE NUESTRO PLANETA TIERRA. http://dir.yahoo/Science/Astronomy/
APLICACIÓN TECNOLOGICA
Con la ayuda de una Enciclopedia Interactiva (Encarta, Compton o Santillana), consulte las biografías de GALILEO GALILEI, ISAAC NEWTON Y ALBERT EINSTEIN. Imprímalas y anéxelas a su cuaderno.
GALILEO NEWTON
EINSTEIN
FIN
Elaborado por : Jairo Saavedra S. Colegio Bilingüe Diana Oese