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Unidad 0:Movimiento Rectilíneo y Fuerza

Liceo Bicentenario Viña del MarFÍSICA

Prof. Paula Durán Ávila3° medio 2014

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Objetivos:

•Diferenciar entre un escalar y un vector. • Inferir, a partir de la trayectoria y

desplazamiento, los conceptos de rapidez y velocidad.

•Calcular el concepto de aceleración a partir de cálculos matemáticos sencillos.

•Comprender y aplicar los conceptos de masa y peso.

•Aplicar las leyes de Newton a la solución de problemas.

MAGNITUDES

ESCALARES

Quedan definidas con su módulo, es decir, con una cantidad más una unidad.

Ejemplo: 30 (metros/segundo)

VECTORIALES

Quedan definidas con:• Módulo• Dirección• Sentido

Gráficamente

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Ejercicio N°1A partir de la definición de vector y escalar,

determinar si las siguientes oraciones se refieren a un vector a un escalar.

1. Un auto va a 60 [km/h] norte-sur, sur.2. La temperatura de hoy es de 21°C3. La fuerza está dirigida hacia el centro

de la tierra. 4. Quedan 15 minutos para salir a recreo5. El auto se muevo a 100[km/h]

vectorescalar

vectorescalar

escalar

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Descriptores del Movimiento•Movimiento:

▫Cuando un móvil cambia su posición con respecto a un sistema de referencia a medida que pasa el tiempo Móvil: todo cuerpo

que se encuentra en movimiento

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Descriptores del Movimiento

•Vector Posición▫Vector que comienza en el origen del

sistema de referencia y llega hasta el punto de ubicación del móvil

2 4 6 8 10r10

r2

r

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Descriptores del Movimiento• Trayectoria

▫Camino recorrido por un móvil▫Permite clasificarlo entre circular

o recto

• Distancia Recorrida (d)▫Longitud de la trayectoria

• Desplazamiento ▫Cambio de la posición en línea

recta desde una posición inicial de la trayectoria hasta una posición final

r

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Ejercicio N°2

•Una hormiga realiza el siguiente movimiento, comienza en O y llega hasta B, luego se devuelve hasta D a continuación se dirige a C y desde ahí termina en A. Determina la distancia recorrida y el desplazamiento.

2 4 6 8 10 [cm]

0

A D C B

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Descriptores del movimiento•Rapidez media (vm)

▫Magnitud escalar▫Relación entre la distancia

recorrida y el tiempo empleado en recorrerlo

empleado tiempo

recorridadistancia v

t

dv

m

m

Unidades SI

vm Metros/segundos [m/s]

d Metros [m]Δt Segundos [s]

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Descriptores del Movimiento•Rapidez instantánea

▫Magnitud escalar▫Rapidez del móvil en un instante t

(tiempo cercano a cero)▫Ejemplo:

Rapidímetro o velocímetro

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Descriptores del Movimiento•Velocidad media ( )

▫Magnitud vectorial▫Relación entre el

desplazamiento realizado por el móvil con el intervalo de tiempo empleado

mv

empleado tiempo

entodesplazamiv

t

rv

m

m

Unidades SI

vm Metros/segundos [m/s]

Δr Metros [m]Δt Segundos [s]

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Ejercicio N° 3

•En los siguientes carteles qué es lo incorrecto-VELOCIDAD, YA

QUE NO INDICA NI DIRECCIÓN, NI

SENTIDO. DEBERÍA DECIR,

RAPIDEZ

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Ejercicio N° 4

•¿Qué es lo que significa que un vehículo tenga una rapidez de 60 [km/h]?

•Si quisiéramos expresar esta rapidez como velocidad ¿qué más tendríamos que saber?

Que a cada hora el vehículo recorre 60 [km]

Deberíamos saber su dirección y sentido

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Ejercicio n°5•Un niño camina desde 0 hasta A, en 3[s],

luego de A hasta B, en 1[s] y finalmente de B hasta C, en 5[s]. Determina:▫Distancia recorrida▫Desplazamiento ▫Tiempo empleado▫Rapidez media▫Velocidad media

[m]B A C

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Descriptores del Movimiento•Aceleración Media

▫Magnitud vectorial.▫Es la relación entre

la variación de velocidad que experimenta un móvil y el intervalo de tiempo en que se produce este cambio

ma

if

ifm tt

vv

t

va

Las unidades en SI:

[m/s2]

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Tipos de aceleración:• Acelerado

Aceleración Positiva La velocidad aumenta

• Desacelerado Aceleración negativa La velocidad

disminuye

if vv

if vv

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¿Qué significa que un auto acelere a 10[m/s2]?

•Qué cada 1[s], el auto aumenta su velocidad en 10[m/s]

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Ejercicio N°6

•Un motociclista viaja en una carretera recta variando su velocidad de 30[m/s] a 15[m/s] en un intervalo de 3 segundos.

a) ¿Cuál es la aceleración en [m/s2]?b) ¿El motociclista acelera o desacelera en

el intervalo de tiempo mencionado? Justifica

EJERCICIO Nº 8

Un móvil circula a 20[m/s], frena y se detiene en 10[s]. La aceleración del frenado fue:

A) 4 (m/s2)B) 2 (m/s2)C) -2 (m/s2)D) -4 (m/s2)E) -8 (m/s2)

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C Aplicación

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Tipos de movimientos rectilíneos

•Movimiento rectilíneo uniforme.

•Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

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MRU

•Movimiento rectilíneo uniforme•Recorre distancias iguales en intervalos

de tiempo iguales.▫Velocidad = constante.▫Aceleración = cero.

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MRUA

•Movimiento relativo uniforme acelerado▫La distancia cambia con el tiempo▫La velocidad cambia con el tiempo▫La aceleración permanece constante en el

tiempo. (La aceleración puede ser positiva o negativa)

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Fuerza

•Es un vector•Interacción entre cuerpos•Suma de fuerzas Fuerza Neta o

Resultante•Unidad de medida del SI es Newton [N]

F

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1° Ley de Newton

“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo

uniforme, a menos que un agente externo, fuerza neta sobre él, lo cambie de ese

estado.”

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2° Ley de Newton“Si sobre un cuerpo actúa una fuerza

neta, éste adquiere una aceleración que es directamente proporcional a dicha fuerza neta e inversamente

proporcional a su masa.”

maF Unidad Símbolo Unidad SI

Fuerza F [N]

Masa m [kg]

Aceleración a [m/s2]

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3° Ley de Newton

“Si un cuerpo A está ejerciendo una fuerza (ACCIÓN) sobre un

cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce una

fuerza (REACCIÓN) de igual módulo y

dirección, pero de sentido opuesto sobre el

cuerpo A.”

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Ejemplo

EJERCICIO Nº 11

Si sobre una caja de 2 [kg] de masa, apoyada sobre una superficie lisa, actúan dos fuerzas horizontales, tal como indica la figura, ¿cuál es la aceleración de la caja?

A) 5 [m/s2]B) 4 [m/s2]C) 3 [m/s2]D) 2 [m/s2]E) 1 [m/s2]

B Aplicación

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N12 N4m

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Fuerza de Gravedad o Peso

• Medida de qué tanta fuerza ejerce la gravedad sobre un objeto.

• La fuerza peso siempre está dirigida hacia el suelo.

• En la Tierra g=9,8[m/s2]• La masa es la medida de

cuánta materia hay en un objeto.

mgFg

EJERCICIO Nº 12

Un cuerpo pesa 125 [N] en la superficie terrestre. ¿Cuál es la masa de dicho cuerpo?

A) 1250 [kg]B) 125 [kg]C) 12,5 [kg]D) 1,25 [kg]E) Otro valor C

Aplicación

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Fuerza Normal• Fuerza de reacción a la

que ejerce un cuerpo al estar en contacto con una superficie.

• La fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie de contacto y dirigida hacia fuera.

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EJERCICIO Nº 13

Un cuerpo de masa “m” se desliza sobre una mesa horizontal sin roce, con una aceleración constante “a”. El módulo de la fuerza normal es _________ que el módulo del peso.

A) mayorB) mayor o igualC) igualD) menorE) menor o igual

C Conocimiento

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EJERCICIO Nº 14

Un objeto de m = 12 [kg] está suspendido, tal como indica la figura. El módulo de la fuerza neta resultante sobre él es:

A) –12 [N]B) 12 [N]C) 0 [N]D) –120 [N]E) 120 [N]

C Comprensión

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Contenidos Vistos:

•Descriptores del movimiento:▫Desplazamiento▫Rapidez y Velocidad▫Aceleración

•Tipos de movimiento•Fuerza•Leyes de Newton•Fuerza de gravedad

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