El movimiento

Capitulo 6

¿Como se que algo se mueve?

• El movimiento ocurre cuando un objeto cambia de posición con respecto a un punto de referencia. – Depende del observador.

• Un punto de referencia o fijo es cualquier objeto que parezca quieto. – Aunque también puede servir un objeto que se este

moviendo (Ej. Globo y Ave)

• Cuando se toman en cuenta varios puntos fijos, establecemos un “marco de referencia”, esto nos permite apreciar mejor el movimiento. – Ejemplo: Carro estacionado

• Está en reposo, desde el punto de referencia de la Tierra y en movimiento desde el punto de referencia del Sol.

Ramas de la ciencia que estudian el movimiento

• Cinemática

– Estudia el movimiento sin considerar que la causa

– Estudia la rapidez, velocidad y aceleración de los objetos.

• Dinámica

– Estudia los factores que producen el movimiento.

¿Cómo ocurren los movimientos?

• En tres dimensiones.

• Una dimensión es una dirección en el espacio, ya sea a lo largo, ancho o profundidad del mismo.

Tipos de movimiento

• Traslación: que sigue una trayectoria curva o recta.

• Rotación: giro continuo alrededor de un punto fijo.

Clases de movimiento

• Rectilíneo: el objeto se traslada sin cambiar de dirección, en línea recta.

• Curvilíneo: el objeto que se traslada cambia la dirección continuamente.

• Vibratorio: el objeto se traslada repetidamente entre dos puntos.

Movimiento rectilíneo

Movimiento curvilíneo

Movimiento vibratorio

Sistema de coordenadas

• Diagrama que describe la posición de un objeto ya sea en una recta, un plano o un espacio.

– Las rectas se identifican con una X, Y y Z

Distancia y desplazamiento

• Distancia:

– Es el total de la trayectoria que se recorre durante el movimiento.

• Desplazamiento

– La diferencia entre la posición final y el punto de partida.

– Se considera la dirección del movimiento.

• Nota – Todo desplazamiento conlleva una distancia.

– No toda la distancia recorrida conlleva un desplazamiento.

¿Cómo calcular distancia y desplazamiento?

• Para distancia, sumas todas las cantidades recorridas por el objeto que se mueve sin importar su dirección.

• Para el desplazamiento, restas su posición final con su posición inicial.

• Ejemplo: – Un atleta inicia su recorrido desde la línea de partida y

llega hasta la marca de los 100 metros, luego se regresa y se ubica en la marca de los 50 metros.

– ¿Cuánto se desplazó? ¿Cuánta distancia recorrió?

Vector

• Es una cantidad que indica su direccion.

• Ejemplo:

– La velocidad es la distancia que recorre un objeto en cierto tiempo incluyendo su direccion.

– La velocidad es un vector.

• La rapidez es igual a la velocidad, pero no expresa la direccion.

– La rapidez no es un vector.

Descripcion del movimiento

• Rapidez

– La rapidez se calcula dividiendo la distancia entre el tiempo (R= d/t)

– Un auto que recorre 100 Km en 2 horas tiene una rapidez de:

• 50 Km/h

• La velocidad es lo mismo que la rapidez solo que añades la dirección del movimiento.

– Las direcciones pueden ser derecha, izquierda, abajo, arriba, norte, sur, este, oeste, etc.

– Un ciclista se mueve al Oeste. Recorre 25 millas en 12 minutos.

– Su velocidad es:

• 2.08 millas/ minutos, al Oeste

Rapidez y Velocidad

• ¿Cuánta rapidez promedio lleva un auto que recorre 225 Km en 1.4 h?

• Si una flecha se mueve al oeste recorriendo una distancia de 34 m y tarda 7.2 segundos en llegar, ¿Cuál seria su velocidad promedio?

Aceleración

• Es la razón de cambio en la velocidad.

• Es positiva cuando la velocidad se aumenta.

• Es negativa cuando se reduce la velocidad (desaceleración)

• Se calcula usando la siguiente formula

– Aceleración = Velocidad final – velocidad inicial tiempo

Aceleración

• ¿Cuánto acelera un ciclista que viaja a 3 m/s hacia el Norte y aumenta su velocidad hasta 7 m/s e 1.4 s?

• Si un caminante viaja a 2.3 m/s y va deteniéndose mientras observa el paisaje reduciendo su velocidad a 0.8 m/s e 2.9 s. ¿Cuánto acelera?

Gravedad

• Es una fuerza de atracción (halar) entre dos o mas objetos debido a sus masas.

• Por tanto a mayor masa posea un objeto mayor fuerza gravitacional tendrá.

• Pero, a mayor distancia estén dos objetos, menor será la fuerza de gravedad entre ellos.

La gravedad y la aceleración

• La fuerza gravitacional acelerará a todos los objetos sin importar su masa a razón de 9.8 m/s2 en el vacío.

La resistencia del aire

• El aire ofrece una fuerza de resistencia en los objetos que caen.

• Esto hace que estos no aceleren a 9.8 m/s2.

• Cuando un objeto que cae deja de acelerar y se mueve a velocidad constante se dice que ha llegado a su velocidad terminal.

Caída libre

• Ocurre en los objetos cuya única fuerza que actúa sobre ellos es la de la gravedad.

• Los astronautas que están en el espacio flotan, no porque no haya gravedad, sino porque están en caída libre.

¿Qué es el momento?

• Es una medida de movimiento que depende de la masa y velocidad de un objeto. – P = masa x velocidad – P= momento

• ¿Cuál objeto posee mayor momento: una bola de plomo de 8 kg que viaja a 12 m/s o una bala de 0.25 kg que viaja a 384 m/s?

• Practica: – ¿Cuál objeto lleva mas momentum, un auto de 415 Kg que

se mueve a 1.2 m/s, o una bala de 0.5 Kg que se mueve a 600 m/s?

– Calcule el momento de una roca que recorre 100 km a una velocidad de 35 m/s y tiene una masa de 2 Kg.

Ley de conservación de Momento

• En una colisión el momento de los objetos permanece igual antes y después del choque.

– Ejemplo:

• Si un objeto cuyo momento es de 12 Kg.m/s choca con un objeto quieto y este empieza a moverse y el primero se detiene, entonces el momento del segundo objeto es de 12 Kg.m/s.

• Si el segundo objeto se mueve y el primero también, el momento se distribuye de tal manera que entre ambos es de 12 Kg.m/s (Tal vez, 8 kg.m/s el primer objeto y 4 Kg.m/s el segundo, luego de colisionar).