El movimiento de los cuerpos es uno de los fenómenos físicos más analizados. Los
cuerpos, ya sean animados o inanimados, pueden estar en reposo o realizando
algún tipo de movimiento. Para entender el movimiento de un cuerpo existen
muchos elementos a considerar. Para
comenzar podemos preguntar ¿Cuándo se halla en movimiento un cuerpo? Un cuerpo
está en movimiento cuando cambia de posición. Pero entonces, el movimiento es
relativo dependiendo del punto de referencia. Por ejemplo: dos pasajeros de un
avión, que viajan sentados uno al lado del otro, están quietos uno con respecto
al otro, sin embargo, se mueven con respecto a las personas o las ciudades por
encima de las que vuela el avión. Por lo tanto, al tratarse del movimiento,
debe considerarse siempre un punto de referencia.
Otros términos
relacionados con el movimiento que suelen confundirse son la trayectoria y el
desplazamiento. La trayectoria es el camino que recorre el móvil (todo cuerpo
en movimiento) desde un punto de salida hasta el punto de llegada, mientras que
desplazamiento es una línea recta que se traza desde donde salió el móvil hasta
el punto de llegada
Como la trayectoria puede realizarse describiendo líneas o curvas, la trayectoria puede clasificarse en:
- Rectilínea
- Curvilínea, la cual puede ser elíptica, circular o parabólica.
- Irregular
Velocidad,
aceleración y distancia
Cuando
un cuerpo se mueve recorre una distancia determinada. La distancia es la
longitud recorrida por el móvil, es una magnitud escalar. Por ejemplo: el auto
recorrió 120 km, el atleta corrió 1500 m.
Si
comparamos el movimiento de una carreta con el de un automóvil, la principal
diferencia estará en la velocidad de ambos móviles: decimos que el auto se
mueve a mayor velocidad que la carreta. La velocidad es la distancia que
recorre móvil en un tiempo determinado. Las unidades usadas para expresar la
longitud o el tiempo son varias
Pero
sabemos que la velocidad de un móvil puede variar. La aceleración es la
variación en la velocidad del cuerpo. Si la aceleración es positiva, el móvil
aumentará su velocidad, si la aceleración es negativa, el mismo disminuirá su
velocidad.
Cuando
un cuerpo se mueve recorre una distancia determinada. La distancia es la
longitud recorrida por el móvil, es una magnitud escalar. Por ejemplo: el auto
recorrió 120 km, el atleta corrió 1500 m.
Si
comparamos el movimiento de una carreta con el de un automóvil, la principal
diferencia estará en la velocidad de ambos móviles: decimos que el auto se
mueve a mayor velocidad que la carreta. La velocidad es la distancia que
recorre móvil en un tiempo determinado. Las unidades usadas para expresar la
longitud o el tiempo son varias. Pero
sabemos que la velocidad de un móvil puede variar. La aceleración es la
variación en la velocidad del cuerpo. Si la aceleración es positiva, el móvil
aumentará su velocidad, si la aceleración es negativa, el mismo disminuirá su
velocidad.
De acuerdo a lo anterior, el movimiento se puede clasificar de acuerdo a la trayectoria que demuestra, la velocidad a la que mueve y si hay variaciones o no de velocidad definiendo aceleración. Estas clasificaciones son las siguientes:
- Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU. Donde la partícula manifiesta una trayectoria en línea recta sobre un eje de referencia y viaja a velocidad constante.
- Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado: MRUA. Donde el móvil se mueve en línea recta, pero hay variaciones de velocidad con respecto al tiempo en un instante dado, generando la aceleración, cuyo magnitud dependerá si esta favorece o no a la velocidad, ya bien sea aumentando, en cuyo caso se considera positiva; o bien disminuyéndola o frenándola entonces se considera negativa.
- Caída Libre: La caída libre de los cuerpos se considera un caso especial de MRUA, ya que esta se genera al caer un objeto en el vacío (en una velocidad inicial de 0 m/s) y este se ve afectado a la acción de la gravedad, la cual aumenta la velocidad de la partícula desde el instante que es dejada caer, hasta alcanzar un recorrido máximo (altura) y una velocidad final. Este movimiento se manifiesta en una trayectoria rectilínea perfecta, ya que todo objeto es "jalado" hacia el centro de la Tierra en línea recta. Esta aceleración es constante y se define de acuerdo al sistema de medición que se este usando, como se observa
- Tiro Vertical: Este movimiento también se considera un caso especial de MRUA, ya que en este caso un objeto puede ser lanzado hacia arriba (con una velocidad inicial distinta de cero), manifestando una trayectoria rectilínea. En esta ocasión la gravedad también jugara un factor importante ya que esta actuara de manera negativa e ira frenando la velocidad de la partícula la cual llegara a un instante en el cual logre su máximo desplazamiento (altura máxima) hasta volverse cero.
- Tiro Parabólico: Este movimiento se da en dos dimensiones sobre el eje X, logrando un alcance máximo y sobre el eje y logrando una altura máxima. En la primera fase sobre el eje y se considera que en ascenso y se usan las relaciones para el tiro vertical, en el descenso las de caída libre y se toma en cuenta que la velocidad se vera afectada por el ángulo de tiro. Sobre el eje x se considera que va en MRU, ya que no recibirá impulso a lo largo del recorrido que finaliza al llegar la partícula a su destino.
- Tiro Horizontal: Es una composición de dos movimientos, uno horizontal con velocidad constante (MRU) y otro vertical con aceleración constante (MRUA). Manifestando las siguientes características: La velocidad del movimiento se considera constante, por lo tanto se considera un MRU, en el movimiento vertical, la velocidad aumenta con aceleración constante, ya que se trata de una caída libre.
- Movimiento Circular Uniforme: MCU. En este caso el móvil se desplaza a velocidad constante y sigue una trayectoria circular. En este movimiento se necesitan nuevos conceptos: como son el periodo y la frecuencia, así como establecer las relaciones entre grados, radianes y ángulos, para poder establecer las velocidades y aceleraciones de las partículas en esta trayectoria, como es la Velocidad angular y velocidad tangencial.
- Movimiento Circular Uniformemente acelerado: MCUA. Cuando la velocidad angular de un móvil en movimiento circular uniforme se incrementa a razón constante se genera este tipo de movimiento, de manera análoga a lo que sucede en el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado la aceleración angular es el cambio de velocidad angular en un lapso determinado, mismo que se denomina aceleración angular
La siguiente presentación nos servirá para establecer mecanismos de resolución de problemas de los primeros 4 tipos de movimiento
Actividad 2 del presente contenido
Los siguientes link indican las principales características del tiro parabólico y tiro horizontal, realiza un cuadro comparativo con sus principales semejanza y diferencias
a) Tiro horizontal
b) Tiro parabólico
Esta actividad será evaluada en todos los grupos: 401, 402, 403,404, 405. Será integrada a la actividad que se acordó en clases para evaluación: EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS.
Actividad 3 del presente contenido:
En las siguientes diapositivas se presenta ejemplos de resolución de los movimientos tiro horizontal y tiro parabólico. Esta actividad también se integrara a los ejercicios complementarios.
Para dar por terminado este contenido analizaremos los últimos dos tipos de movimientos: Movimiento Circular Uniforme y Circular Uniformemente acelerado,
En el siguiente link encontraras información de estos temas. Con ella realizaras un mapa mental.
En las siguientes diapositivas encontraras ejemplos de resolución de problemas donde aplicaras los conceptos referentes al tema y puedas realizar ejercicios sobre este tipo de movimiento.
