Movimiento rectilíneo.
Los movimientos rectilíneos, que siguen una linea recta, son los movimientos mas sencillos.
Movimientos mas complicadas pueden ser estudiadas como la composición de movimientos rectilíneos elementales.
Tal es el caso, por ejemplo, de los movimientos de proyectiles.
El movimiento rectilíneo puede expresarse o representarse como
Movimiento rectilíneo uniforme, o como
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
Este ultimo puede, a su vez, presentarse como de caída libre o de subida vertical.
Movimiento rectilíneo uniforme:
El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) fue definido, por primera vez, por Galileo en los siguintes términos: "Por movimiento igual o uniforme entiendo aquél en el que los espacios recorridos por un móvil en tiempos iguales, tómense como se tomen, resultan iguales entre sí "o, dicho de otro modo, es un movimiento de velocidad V constante.
El MRU se caracteriza por:
A) Movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horinzontal.
B) Velocidad constante; implica magnitud, sentido y dirección inalterables.
C) La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración.
Concepto de rapidez y de velocidad
Muy fáciles de confundir, son usados a menudo como equivalentes para referirse a uno u otro.
Para la rapidez representa un valor numérico, una magnitud; por ejemplo, 30 km/h.
En cambio la velocidad representa un vector que incluye un valor numérico (30 km/h) y que además posee un sentido y una dirección.
Cuando hablemos de rapidez hábra dos elementos muy importantes que considerar: la distancia y el tiempo, íntimamente relacionados.
Asi: si dos móviles demoran el mismo tiempo en recorrer distintas, tienen mayor rapidez aquel que recorre la mayor de ellas.
Si dos móviles recorren la misma distancia en tiempos distintos, tiene mayor rapidez aquel que lo hace en menor tiempo.
Significado físico de la rapidez
La rapidez se calcula o se expresa en relación a la distancia recorrida en cierta unidad de tiempo y su fórmula general es la siguente:
Usamos v para representar la rapidez, la cual es igual al cociente entre la distancia (d) recorrida y el tiempo (t) empleado para hacerlo.
Como corolario, la ditancia estará dada por la fórmula:
d = v x t
Según esta, la distancia recorrida por un móvil se obtiene de multiplicar su rapidez por el tiempo empleado.
A su vez, si se quiere calcular el tiempo empleado en recorrer cierta distancia usamos
t = d / v
El tiempo está dado por el cociente entre la distancia recorrida y la rapidez con que se hace.
En este ejemplo, el móvil recorre 8 metros cada 2 segundos y se mantiene constante.
Problemas o ejercicios sobre el movimiento rectilíneo uniforme:
Ejercicio 1
Un automóvil se desplaza con una rapidez de 30 m por segundo, con movimiento rectilíneo uniforme.
Analicemos los datos que nos dan:
Apliquemos la fórmula conocido:
y reemplacemos con los datos conocidos:
¿ Qué hicimos? Para calcular la distancia ( d ) valor conocido, multiplicamos la rapidez ( v ) por el tiempo (t), simplificamos la unidad segundos y nos queda el resultado final en metros recorridos en 12 segundos: 360 metros.
Ejercicio 2
El automóvil de la figura se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme ¿ cuanto demorara en recorrer 258 km si se mueve con una rapidez de 86 km por hora?
Analicemos los datos que nos dan:
y reemplacemos con los datos conocidos:
Apliquemos la fórmula conocida para calcular el tiempo:
y reemplacemos con los datos que tenemos:
¿ Qué hicimos? Para calcular el tiempo ( +), valor desconocido, dividimos la distancia (d) por la rapidez (v), simplificamos la unidad km y nos queda el resultado final en horas: 3 horas para recorrer 258 km con una rapidez de 86 km a la hora.
Ejercicio 3
¿ Con qué rapidez se desplaza un móvil que recorre 774 metros en 59 segundos?
Analicemos los datos conocidos:
t = 59 seg
d = 774 m
v = x
Aplicamos la formula para calcular la rapidez:
¿ Qué hicimos? Para calcular la rapidez ( v ), valor desconocido, dividimos la distancia (d) por el tiempo (t), y nos queda el
resultado final: la rapidez del móvil para recorrer 774 metros en 59 segundos: 13,11, metros por segundo:
Ejercicio 4
Los dos automóviles de la figura parten desde un mismo punto, con movimiento rectilíneo uniforme. El amarillo ( móvil A ) se desplaza hacia el norte a 90 km por hora, y el rojo ( móvil B ), hacia el sur a 80 km por hora. Calcular la distancia que los separa al cabo de 2 horas.
Veamos los datos que tenemos:
Para el móvil A:
Para el móvil B :
Calculamos la distancia que recorre el móvil A:
Calculamos la distancia que recorre el móvil B:
Sumamos ambas distancias y nos da 340 km como la distancia que separa a ambos automóviles luego de 2 horas de marcha.
Ejercicio 5:
El corredor de la figura trota de un extremo a otro de la pista en linea recta 300m en 2,5 min, luego se devuelve y trota 100 m hacia el punto de partida en otro minuto.
Preguntas: Cual es la rapidez promedio de la atleta al correr ambas distancias? Cual es la rapidez media del atleta al recorrer los 400 metros?
Veamos los datos que tenemos:
Para el primer tramo:
Calculamos su rapidez:
Para el segundo tramo:
Calculamos su rapidez:
Rapidez promedio:
La rapidez media del atleta fue de 110 metros por minuto.
Veamos ahora cual fue la velocidad media ( Vm) para recorrer los 400 metros:
La rapidez media del atleta fue de 114,29 metros por minuto.
Preguntas: Cual es la rapidez promedio de la atleta al correr ambas distancias? Cual es la rapidez media del atleta al recorrer los 400 metros?
Veamos los datos que tenemos:
Para el primer tramo:
Calculamos su rapidez:
Para el segundo tramo:
Calculamos su rapidez:
Rapidez promedio:
La rapidez media del atleta fue de 110 metros por minuto.
Veamos ahora cual fue la velocidad media ( Vm) para recorrer los 400 metros:
La rapidez media del atleta fue de 114,29 metros por minuto.
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