UN NUEVO AMANECER CON LA FÍSICA

domingo, 8 de mayo de 2016

Para determinar la velocidad se utiliza la ecuación:

V =d/t

5 m

= 5 m / s

10 m

= 5 m / s

15m

= 5 m /s

20 m

= 5 m / s

25 m

= 5 m / s

30 m

= 5 m / s

2 s

4 s

6 s

Observando los cálculos tenemos que la velocidad en cada uno de los puntos es de 5 m/s y este valor es constante.

Interpretación Gráfica del MRU

Si un cuerpo se mueve con una velocidad constante y recorre distancias iguales en tiempos iguales, la distancia recorrida será directamente proporcional al tiempo transcurrido.

Consideremos un móvil que lleva una velocidad uniforme de 25 m/s. Representemos en el eje de las “X” el tiempo y en el eje de las “Y” las distancias.

tiempo	distancia
(s)	(m)
1	25
1	25	pendiente = velocidad
2	50	pendiente = velocidad
3	75
3	75
4	100
5	125
6	150
7	175

La gráfica en el MRU es una línea recta.

Si las distancias que recorre un móvil son iguales en tiempos iguales, se dice que se mueve con rapidez constante.

La rapidez media de un objeto que se mueve, se define como la distancia recorrida en la unidad de tiempo.

La velocidad media se define como el cambio en el desplazamiento en el tiempo transcurrido.

La expresión matemática de velocidad media es la misma para rapidez media.

	V =^d
	t
donde:	Unidades
V = rapidez o velocidad media	m / s	cm / s
d = distancia	m	cm
t = tiempo	s	s

V significa que la velocidad es un valor promedio para un determinado intervalo de tiempo.

Las unidades de velocidad media serán iguales a las unidades de distancia entre las unidades de tiempo.

^km_h , ^m_s , ^cm_s , ^mi_h , ^pies_s

Ejemplos: Dados los siguientes problemas encuentra lo que se te pide.

1) ¿Cuál será la velocidad de un camión que recorre 1100 km en 14 h?

Datos	Fórmula		Sustitución			Resultado
V =?	V =	d	V =	1100km		V = 78.57 ^km	h
d = 1100 km
d = 1100 km		t			14 h
t = 14 h

2) ¿Qué distancia en metros recorre una persona en bicicleta, en 15 min, si lleva una velocidad de 12 m/s?

Datos Fórmula Despeje Sustitución Resultado

V = 12 m/s		V =	d	V =	d
d =?
			t		t
t = 15 min				Vt = d
15 min	60 s	= 900 s
				d = Vt
	1 min

d =Vt

d =10800m

d = 12 ^m (900 s) s

3) ¿Cuánto tiempo en segundos tarda un atleta en recorrer 45 km, si lleva una velocidad de 5 m/s?

Datos

Fórmula

Despeje

Sustitución

Resultado

V = 5 m/s

V =

t = 9,000s

d = 45 km

45000m

V =

t =

45 km

1000 m

= 45,000 m

Vt = d

5m / s

t = ?

1 km

t =

4) Si un avión se desplaza a una velocidad de 450 km/h. ¿Cuánto tiempo en horas tarda en recorrer 2400 km?

Datos

V = 450 km/h d = 2400 km t = ?

Fórmula		Despeje		Sustitución		Resultado
V =	d	V =	d	t =	2400 km	t = 5.33h
V =	t	V =	t	t =	450 km / h
	t		t		450 km / h

Vt = d

t = _V^d

5) Si un avión se desplaza a una velocidad de 400 km/h. ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 200 m?

Datos

Fórmula

Despeje

Sustitución

Resultado

V = 400 km/h

V =

t =

0.2 km

t = 0.0005h

d = 200

400 km / h

200 m

1 km

= 0.2 km

Vt = d

1000 m

t = ?

t =

6) Un carro que avanza una distancia de 250 km en un tiempo de 2 h y 45 min. Determina su velocidad en m/s.

Datos

Fórmula

Sustitución

Resultado

V = ?

V =

250 km

V =90.90

d = 250 km

2.75h

t = 2h y 45 min = 2.75 h

45 min

0.75 h

V = 25.25

60 min

90.90 km

1000m

1 h

(90.90)(1000m)

25.25 m

1 km

3600s

(1)(3600s)

Ejercicio 6-1

Instrucciones: Dados los siguientes problemas encuentra lo que se te pide.

1) Un avión DC-7 viaja a una velocidad promedio de 950 km/h. ¿Cuánto tiempo tardará en realizar un viaje de México a Argentina si la distancia entre ambas ciudades es de 8835 km?

Datos Fórmula Despeje Sustitución Resultado

2) ¿Qué distancia recorrerá en línea recta un avión que se desplaza a una velocidad de 600 km/h, durante un tiempo de 15 min?

Datos Fórmula Despeje Sustitución Resultado

3) En los juegos olímpicos, el record de los 100 m planos es de 9.89 s. ¿Cuál es la velocidad que desarrollo el atleta vencedor?

Datos Fórmula Despeje Sustitución Resultado

4) En un juego de béisbol, un pitcher lanza la bola a un jugador a una velocidad de 90 mi/h; si la distancia a la que se encuentra es de 18 m. ¿Cuánto tiempo tarda en llegar la bola a su destino?

Datos Fórmula Despeje Sustitución Resultado

¿QUÉ ES DISTANCIA, DESPLAZAMIENTO Y TRAYECTORIA?

La distancia se refiere a cuanto espacio recorre un objeto durante su movimiento.La distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de Medidas.

DEZPLAZAMIENTO

Se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial.

TRAYECTORIA

Es una línea que une diferentes posiciones que ocupa un punto que se mueve en el espacio, a medida de que pasa el tiempo.

Se llama trayectoria al conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento. La trayectoria puede ser recta o curva. Por ello, dividimos los movimientos en dos grandes grupos según sea su trayectoria: Rectilíneos y Curvilíneos.

Dentro de los curvilíneos son de importancia los movimientos circulares.

RAPIDEZ Y VELOCIDAD Y EJEMPLOS DE RESOLUCIÓN

RAPIDEZ Y VELOCIDAD

En las últimas secciones hemos aprendido escalar y los conceptos de vectores. Más allá de las definiciones de estos conceptos vamos a tratar de explicar la rapidez y las condiciones de velocidad. Como se mencionó en la distancia de la última sección y el desplazamiento son términos diferentes. La distancia es una magnitud escalar y el desplazamiento es una cantidad vectorial. De la misma manera podemos clasificar la rapidez y la velocidad. La rapidez es una cantidad escalar sólo con respecto a la magnitud y la velocidad es una magnitud vectorial que se debe considerar la magnitud y dirección.

RAPIDEZ

La rapidez puede ser definida como "la rapidez con que algo se mueve" o se puede explicar de forma más científica como "la distancia recorrida en una unidad de tiempo". En la vida diaria utilizamos la primera definición y decir que el objeto más rápido tiene una velocidad más alta. La rapidez no nos muestra la dirección del movimiento que sólo da la magnitud de lo que la distancia tomada en un momento dado. En otras palabras, es una magnitud escalar. Nosotros usamos un símbolo para mostrar la rapidez v.

Rapidez = distancia / tiempo

De la fórmula anterior podemos decir que la rapidez es directamente proporcional a la distancia e inversamente proporcional al tiempo. Creo que es tiempo para hablar un poco de las unidades de la rapidez. Vehículos de motor utilizan comúnmente kilómetros por hora (km / h) como una unidad de rapidez en distancias cortas sin embargo podemos usar un metro por segundo (m / s) como una unidad de rapidez. En los ejemplos y las explicaciones que se utilizan m / s como una unidad.

Ejemplo: Calcular la rapidez del coche que viaja a 450m en 9 segundos.

Rapidez = distancia / tiempo

Rapidez=450m/9s

Rapidez=50m/s

VELOCIDAD

La velocidad se puede definir como "la velocidad con la dirección". Como se puede entender a partir de la velocidad de la definición es una cantidad vectorial que tiene magnitud y dirección. En la vida diaria utilizamos la velocidad y la velocidad indistintamente, pero en la física tienen significados diferentes. Podemos definir la velocidad como la "tasa de cambio de desplazamiento", mientras que "la velocidad es la tasa de cambio de la distancia". Mientras que se calcula la velocidad nos fijamos en la distancia total, sin embargo, en el cálculo de la velocidad que debe tener en cuenta la dirección y, en definitiva sólo podemos ver el cambio en la posición no es la distancia total recorrida. Si un hombre camina 5 metros al este y luego a velocidad de 5 m al oeste de que el hombre se calcula dividiendo la distancia total recorrida, que es de 10 m con el tiempo transcurrido, sin embargo, la velocidad se calcula dividiendo el desplazamiento con el tiempo transcurrido, que se divide el tiempo transcurrido 0m da nosotros cero. En otras palabras, si el desplazamiento es cero, no podemos hablar de la velocidad.

Ejemplo: Calcular la rapidez y la velocidad del hombre que se movía hacia el norte 45m, y 36m al sur en 27 segundos.

En primer lugar debemos calcular la distancia recorrida y el desplazamiento del hombre para calcular la rapidez y la velocidad.

Distancia total recorrida = 45m +36m = 81m

Rapidez = distancia total / tiempo de viaje = 81m / 27s = 3 m / s

Velocidad de desplazamiento / tiempo = (45-36) m / 27s = 9 m / 27s = 0,33 m / s

Se demuestra con este ejemplo que la rapidez y la velocidad no son la misma cosa.

Rapidez media y rapidez instantánea

Un objeto en movimiento no tiene la misma rapidez durante su viaje. A veces se acelera y, a veces se ralentiza. En un momento determinado instante lo que leemos en el indicador de rapidez es la rapidez instantánea. Por ejemplo, un coche se mueve con una rapidez constante viaja a otra ciudad, que deben detenerse en las luces rojas en el tráfico, o se debe reducir la rapidez cuando se producen situaciones no deseadas en el camino. Al final del viaje, si queremos aprender la rapidez media del coche dividimos la distancia total a tiempo total que el viaje dura.

Supongamos que el coche recorre 500 km en una hora 5. Cuando se calcula la rapidez media se ve que es de 100 km / h. Por supuesto, el coche no se moverá simultáneamente a 100 km / h constantes. Tiene muchas rapidez instantáneas y 100 km / h es el promedio de las rapidez instantáneas.

La velocidad media y velocidad instantánea

Podemos seguir los mismos pasos utilizados en la definición de velocidad media e instantánea, mientras que la definición de velocidad media e instantánea. Velocidad instantánea es la velocidad en un instante dado de tiempo, sin embargo, como en el caso de la velocidad, la velocidad media se calcula con el desplazamiento durante un intervalo de tiempo.

Ejemplo: Un hombre que viajaba con su coche a 150 m al este y al de 70 millones hacia el oeste, calcular la rapidez media y velocidad del vehículo si el viaje toma 10 segundos.

La velocidad media = desplazamiento / Desplazamiento de tiempo de intervalo = 150 = 80m-70m

La velocidad media = 80m/10s = 8 m / s este

Rapidez Media = Distancia total recorrida / intervalo de tiempo

Rapidez media = (150m m 70) / 10s

Rapidez media = 22m / s

Este es un buen ejemplo que muestra la diferencia de rapidez y la velocidad con claridad. Debemos dar dirección con la de velocidad de velocidad pues es una cantidad vectorial obstante, de rapidez es una magnitud escalar y que no consideramos dirección.

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (MRU).

Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme 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.

¿De qué trata este tema?

El mismo nombre lo dice. Veamos:

· Movimiento: Un cuerpo tiene movimiento si cambia de posición a través del tiempo.

· Rectilíneo: Un movimiento tiene una trayectoria rectilínea si se mueve a lo largo de una línea recta.

· Uniforme: Se refiere a que el cuerpo que se mueve avanza, o retrocede, la misma distancia en cada unidad de tiempo. También se puede decir que se refiere a que el cuerpo que se mueve lo hace con velocidad constante.

Por lo tanto, en este tema – MRU – se aprenderá a describir el movimiento que tiene un cuerpo que se desplaza a través de una línea recta con velocidad constante.

Un Movimiento Rectilíneo Uniforme es un fenómeno en que se juntan tres variables para escribir un desplazamiento constante, en una línea recta indeformable y sin ningún tipo de aceleración. El MRU en siglas (Movimiento Rectilíneo Uniforme) es una de las formas de desplazamiento que se ven de primero en la educación básica diversifica en la materia de física, pues es el más simple de los movimientos y su cálculo depende de variables cuya denotación es constante también. La Gráfica muestra como la relación del tiempo con la distancia (expresada en metros) es creciente, mientras que la velocidad se mantiene constante en el tiempo ya que de lo contrario dejaría de ser uniforme y la aceleración estaría presente en la gráfica.

Las fórmulas que se aprenden para calcular el Movimiento Rectilíneo Uniforme son sencillas, aplicando variables dadas a fin de calcular por medio del despeje cada una de ellas en relación a la otra. A continuación las explicaremos:

– La Distancia (D) que es recorrida se calcula multiplicando la Velocidad (V) la cual debemos recordar que siempre es constante con el Tiempo (T)que lleva el recorrido quedando de la siguiente manera D = V * T.

– Para el Tiempo (T) dividimos la Distancia (D) entre la Velocidad (V) obteniendo T = D / V.

– La Velocidad (V) es también obtenida bajo el mismo precepto V = D / T.

El sistema de simbología con el proceso de despeje también se anula quedando las unidades correspondientes para cada magnitud, siempre debe ser así, se debe tener cuidado con no presentar la respuesta del examen con una unidad diferente a la establecida para cada una pues la no existiría correspondencia con los datos y las unidades. El Movimiento Rectilíneo Uniforme es una situación ideal, en la que no existen agentes que perturben la condición de este, si los existen cambiarían la metodología para ser aplicados, así lo afirma Isaac Newton en las leyes de física que hasta la actualidad se mantienen vigentes en los campos en los que es estudiado el MRU y los que complementan la teoría. La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.

La ecuación para calcular el módulo de la velocidad en el movimiento rectilíneo uniforme es la de la rapidez que mide la distancia recorrida entre el tiempo que la recorre.