Conceptos cinemáticos
silvia.pedreira
Created on May 6, 2021
More creations to inspire you
HISTORY OF THE CIRCUS
Presentation
AGRICULTURE DATA
Presentation
LAS ESPECIES ANIMALES MÁS AMENAZADAS
Presentation
WATER PRESERVATION
Presentation
BIDEN’S CABINET
Presentation
YURI GAGARIN IN DENMARK
Presentation
C2C VOLUNTEER ORIENTATION
Presentation
Transcript
Rectilíneos
Movimientos
en
cinemáticos
S. Pedreira - 2021
Conceptos
Preguntas
Determinación de la fuerza neta sobre el auto
Gráficas del movimiento del auto de juguete deslizándose en el piso y su interpretación física
Gráficas del movimiento del cohete en el espacio con sus motores encendidos y su interpretación física
Movimiento de un auto de juguete deslizándose en el piso
Gráficas del movimiento del cohete a la deriva en el espacio y su interpretación física
Movimientos rectilíneos
14
13
15
10
11
12
Movimiento de un cohete en el espacio con sus motores encendidos
Movimiento de un cohete a la deriva en el espacio
Movimientos
Aceleración
Rapidez y velocidad
Trayectoria, distancia y desplazamiento
Posición
Sistema de referencia
ÍNDICE
Sistema de referencia
¿Qué es un sistema de referencia?
- magnitud vectorial que se mide en unidades de longitud (metro, m).
- corresponde al lugar geométrico espacial que tiene el cuerpo en un instante dado.
La posición incial y final cambian si se modifica el origen del Sistema de Referencia, si cambia el observador.
Posición o vector posición
Para movimientos que se realizan en un plano, por ejemplo, un disco de tejo moviéndose en su mesa, se ubica la posición inicial (xi, yi) y la posición final (xf, yf) en un sistema de referencia de ejes cartesianos (x,y).
Sistema de referencia en dos dimensiones
+ info
Claro, si el origen del SR está en mi casa, la posición del liceo no es igual que si está en tu casa.
Si Nati, pero no entiendo bien por qué es así...
Javi, la posición depende del sistema de referencia que elijas.
aaaah.... La posición es una magnitud vectorial
+ info
Trayectoria, distancia y desplazamiento
¡Tengo que tener cuidado con el vocabulario!
El desplazamiento es un vector que tiene su origen en la posición inicial y su extremo en la posición final del movimiento. Su módulo mide en metros.
¡¡¡Tenemos claros los conceptos!!!
Pero entonces, ¿qué es el desplazamiento?
La trayectoria es la línea imaginaria que une los diferentes puntos del recorrido
¡La distancia es la longitud de la trayectoria!Es una magnitud escalar y se mide en metros.
+ info
Rapidez y velocidad
¡Estaba equivocado! La rapidez no es lo mismo que la velocidad...
Rapidez y velocidad
Rapidez y velocidad media es cuando se considera un intervalo de tiempo que no es pequeño.
Si se considera la rapidez o la velocidad en un determinado instante (intervalo de tiempo muy muy pequeño), se les llama instantánea.
Pero entonces, la velocidad es una magnitud vectorial, porque el desplazamiento también lo es.
Si, y su dirección y sentido van a ser iguales a los del desplazamiento.
El módulo de la velocidad se determina con el cociente entre el desplazamiento y el intervalo de tiempo. Su unidad también es m/s
La rapidez se determina con el cociente entre la distancia recorrida y el intervalo de tiempo.
¡Es una magnitud escalar! Se mide en m/s.
Cambio de velocidad con el tiempo...
Aceleración
+ info
La aceleración es una magnitud vectorial porque la variación de velocidad también lo es. La unidad de medida de la aceleración en el S.I. es la unidad de velocidad dividido la unidad de tiempo, es decir, m/s/s.
Un cuerpo está acelerado si experimenta un cambio en su velocidad en un intervalo de tiempo.
Tenés razón Javi, ahora estudiemos los movimientos rectilíneos.
Nati, las magnitudes que acabamos es estudiar son fundamentales para poder entender los movimientos.
Movimientos
Movimientos rectilíneos
Aaaah! Además según el Principio de inercia, la fuerza neta sobre la nave será cero también.
¡Claro Javi!Su aceleración es nula.
Es genial como todo se relaciona en la física
Imaginate una nave espacial a la deriva en el espacio. Se mueve con un MRU, su velocidad es constante...
Entonces módulo, dirección y sentido de su velocidad son siempre iguales
+ info
Si un cuerpo se mueve con MRU, su trayectoria es recta. Su velocidad es constante, recorre la misma distancia en iguales intervalos de tiempo.
El cohete no está a escala.
Movimiento rectilíneo uniforme
Sigamos con el ejemplo del cohete
Si, además podemos analizar las gráficas y determinar a partir de ellas otras magnitudes.
Podríamos representar cómo varían las magnitudes del movimiento con respecto al tiempo usando gráficas, ¿no?
idea
+ info
El cohete no está a escala.
gráfica x = f(t)
El SR elegido es el eje horizontal x positivo hacia la derecha.
En la gráfica colocamos la variable independiente (tiempo) en el eje de las abscisas y la variable dependiente (posición) en el eje de las ordenadas.
Gráfica posición-tiempo para un MRU
¡La pendiente de la gráfica es el módulo de la velocidad!
Interpretación de la pendiente de la gráfica x = f(t)
+ info
+ info
El cohete no está a escala.
gráfica v = f(t)
En la gráfica colocamos la variable independiente (tiempo) en el eje de las abscisas y la variable dependiente (velocidad) en el eje de las ordenadas.
Gráfica velocidad-tiempo para un MRU
¡La pendiente de la gráfica es el módulo de la aceleración!
Interpretación de la pendiente de la gráfica v = f(t)
+ info
Del área bajo la gráfica se puede determinar el módulo del desplazamiento del cohete.
Interpretación del área bajo la curva de la gráfica v = f(t)
+ info
+ info
El cohete no está a escala.
gráfica a = f(t)
En la gráfica colocamos la variable independiente (tiempo) en el eje de las abscisas y la variable dependiente (aceleración) en el eje de las ordenadas.
Gráfica aceleración-tiempo para un MRU
¡Claro! por el Principio de masa
¡Principio de acción y reacción!
Pero, ¿quién le aplica fuerza a la nave si está en el espacio?
La nave funciona expulsando gases, ejerce sobre ellos una fuerza, por lo tanto los gases ejercerán sobre la nave una fuerza con igual módulo y dirección pero sentido opuesto.
¡¡¡Principios de Newton!!!
Imaginate ahora que la nave espacial prende sus motores y se mueve con un MRUA...
Entonces su velocidad cambia porque está acelerada. Para que esto ocurra tiene que tener una fuerza neta aplicada.
10
El cohete no está a escala.
Si la nave se mueve con MRUA, su trayectoria es recta, su velocidad se modifica de forma uniforme y su aceleración es constante.
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
+ info
El cohete no está a escala.
Además la fuerza neta aplicada sobre él es diferente de cero, por eso está acelerado y su velocidad se modifica. Dicha fuerza neta se puede determinar usando el Principio de masa.
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Grafiquemos de nuevo para para el MRUA del cohete
No creo, el cohete ahora va a estar acelerado, su velocidad va a cambiar.
¿Te parece que las gráficas x = f(t), v = f(t) y a = f(t) para el MRUA sean iguales a las que vimos para el MRU?
11
Pregunta
El cohete no está a escala.
gráfica x = f(t)
La gráfica x =f (t) para el MRUA del cohete no es una recta como para el MRU. ¡Es una curva parabólica!
Gráfica posición-tiempo para un MRUA
El SR elegido es el eje horizontal x positivo hacia la derecha.
+ info
+ info
¡La velocidad no es constante! El cohete tiene una velocidad diferente en cada tiempo y la pendiente de la recta tangente en cada punto de la curva es la velocidad instantánea.
Interpretación de la gráfica x = f(t)
El cohete no está a escala.
gráfica v = f(t)
La gráfica v =f (t) para el MRUA es una recta, que muestra cómo va cambiando la velocidad del cohete con el tiempo.
Gráfica velocidad-tiempo para un MRUA
Suponemos que la velocidad inicial del cohete es 100 m/s.
+ info
+ info
¡La pendiente de la gráfica es el módulo de la aceleración!
Interpretación de la pendiente de la gráfica v = f(t)
Del área bajo la gráfica se puede determinar el módulo del desplazamiento del cohete.
Interpretación del área bajo la curva de la gráfica v = f(t)
+ info
La gráfica a =f (t) para el MRUA es una recta paralela al eje del tiempo. ¡La aceleración es constante!
El cohete no está a escala.
gráfica a = f(t)
Gráfica aceleración-tiempo para un MRUA
+ info
Me alegra ir entendiendo la relación entre las magnitudes.
Entonces la aceleración también va a tener sentido opuesto a la velocidad, no?
Bien! Usate el Principio de masa, la fuerza neta sobre un cuerpo y su aceleración, siempre tienen igual dirección y sentido.
Veamos un caso donde la velocidad disminuya
Javi, ¿podrá pasar que la velocidad en vez de aumentar disminuya en un MRUA?
Claro Nati, eso va a pasar si la fuerza neta sobre el cuerpo tiene sentido opuesto a la velocidad.
12
Si lanzamos un autito de juguete en línea recta sobre el piso, en cierto momento se va a detener.
Si, porque hay rozamiento entre las ruedas y el piso.
Estudio del MRUA de un auto de juguete
Estudio del MRUA de un auto de juguete
El auto no está a escala.
El auto se mueve en línea recta mientras su velocidad disminuye hasta detenerse.
+ info
El auto no está a escala.
gráfica x = f(t)
El SR elegido es el eje horizontal x positivo hacia la derecha.
En la gráfica colocamos la variable independiente (tiempo) en el eje de las abscisas y la variable dependiente (posición) en el eje de las ordenadas.
13
Gráfica posición-tiempo para el movimiento del auto
El auto no está a escala.
gráfica v = f(t)
La gráfica v =f (t) para el MRUA es una recta, que muestra cómo va cambiando la velocidad del auto va disminuyendo con el tiempo.
Gráfica velocidad-tiempo para el movimiento del auto
+ info
+ info
La pendiente de la gráfica es negativa. Eso significa que el sentido de la aceleración es opuesto al sentido de movimiento.
Interpretación de la pendiente de la gráfica v = f(t)
Aquí se ve la determinación del valor del desplazamiento
Interpretación del área bajo la curva de la gráfica v = f(t)
+ info
El auto no está a escala.
gráfica a = f(t)
La gráfica a =f (t) para el MRUA es una recta paralela al eje del tiempo. Su valor es constante.
Gráfica aceleración-tiempo para el movimiento del auto
+ info
El auto no está a escala.
Si la masa del auto son 50 g, se puede determinar la fuerza neta que actúa sobre el auto aplicando el Principio de masa.La dirección y el sentido de la fuerza neta son iguales a los de la aceleración del auto.
Determinación de la fuerza neta sobre el auto
14
Nati, te desafío a unas preguntas
Bueno, pero yo también tengo algunas para hacerte...
Preguntas
15
Verdadero
Imaginate que estás en el cine junto a los demás espectadores y tu amiga te dice: "estamos en reposo con respecto a todos los demás espectadores, pero todos nosotros estamos en movimiento con respecto a la Luna". ¿Estás de acuerdo con tu amiga?
Falso
1.
Pero si elegimos como sistema de referencia la Luna, nos estamos moviendo con respecto a ella.
Falso
¡Claro! Es correcto porque el movimiento de un cuerpo depende del sistema de referencia que elegimos. Si el sistema de referencia son los otros espectadores sentados a mi lado, estamos en reposo con respecto a ellos.
Verdadero
Pero si elegimos como sistema de referencia la Luna, nos estamos moviendo con respecto a ella.
¡Claro! Es correcto porque el movimiento de un cuerpo depende del sistema de referencia que elegimos. Si el sistema de referencia son los otros espectadores sentados a mi lado, estamos en reposo con respecto a ellos
Falso
Verdadero
Imaginate que vos estás ahora en el cine y tu amiga te dice: "como no hay reposo absoluto, ninguno de nosotros está en reposo, con respecto a ningún sistema de referencia". ¿Estás de acuerdo con tu amiga?
2.
a la anterior
Por ejemplo estamos en reposo con respecto a las personas que están sentadas en el cine.
Esa afirmación es incorrecta Nati, porque sí podemos estar en reposo si elegimos un sistema de referencia adecuado.
Falso
Verdadero
aaaah, ahora que lo pienso esa afirmación es incorrecta Nati, porque sí podemos estar en reposo si elegimos un sistema de referencia adecuado.
Por ejemplo estamos en reposo con respecto a las personas que están sentadas en el cine.
a la anterior
Seguís en el cine y ahora tu amiga te dice: "para el cuidador del cine que está caminando, sería posible encontrar un punto de referencia con respecto al cual él esté en resposo".¿Estás de acuerdo con tu amiga?
Falso
Verdadero
3.
Falso
¡Claro! Es correcto, porque él podría estar en reposo con respecto a algún objeto que se mueva igual que el.
Verdadero
¡Claro! Es correcto, porque él podría estar en reposo con respecto a algún objeto que se mueva igual que el.
la velocidad de Pepe no es constante, que la aceleración no vale cero y que la pendiente de la gráfica es el módulo de su aceleración.
la velocidad de Pepe es constante, que la aceleración no vale cero y que la pendiente de la gráfica es el módulo de su velocidad.
la velocidad de Pepe es constante, que la aceleración vale cero y que la pendiente de la gráfica es el módulo de su velocidad.
Si te dicen que esta gráfica representa la posición en función del tiempo del movimiento en línea recta de Pepe. Entonces podrías afirmar que:
4.
a la anterior
la velocidad de Pepe no es constante, que la aceleración no vale cero y que la pendiente de la gráfica es el módulo de su aceleración.
La pendiente de la gráfica es el módulo de la velocidad, debido a que es una recta, es constante y por lo tanto su aceleración es nula.
Está mal porque si la velocidad de Pepe no fuera constante, la gráfica posición-tiempo no sería una recta. Además sí estaría acelerado.
la velocidad de Pepe es constante, que la aceleración no vale cero y que la pendiente de la gráfica es el módulo de su velocidad.
Si su velocidad es constante su aceleración es nula.
Está mal porque la pendiente de la gráfica es el módulo de la velocidad de Pepe, como es una recta podemos ver que es constante.
La pendiente de la gráfica posición-tiempo es el módulo de la velocidad de Pepe, como es una recta podemos ver que es constante y si la velocidad no cambia su aceleración es cero.
la velocidad de Pepe es constante, que la aceleración vale cero y que la pendiente de la gráfica es el módulo de su velocidad.
Si una moto se desplaza con MRU, su gráfica del módulo de la velocidad en función del tiempo es:
5.
a la anterior
En esta gráfica el valor de la velocidad se modifica con el tiempo.
Estoy pensando que esa no puede ser la gráfica, porque si describe un MRU, su trayectoria es rectilínea y su velocidad es constante (módulo, dirección y sentido).
En esta gráfica el valor de la velocidad es cero, entonces la moto estaría en reposo.
Estoy pensando que esa no puede ser la gráfica, porque si describe un MRU, su trayectoria es rectilínea y su velocidad es constante (módulo, dirección y sentido).
En esta gráfica el valor de la velocidad se modifica con el tiempo.
Estoy pensando que esa no puede ser la gráfica, porque si describe un MRU, su trayectoria es rectilínea y su velocidad es constante (módulo, dirección y sentido).
¡Esta gráfica es la correcta porque en un MRU, la velocidad es diferente de cero y es constante! (módulo, dirección y sentido).
Si la moto se mueve en línea recta y aumenta su velocidad de forma uniforme, la gráfica que describe el módulo de su velocidad con respecto al tiempo es:
6.
a la anterior
La pendiente de la tangente en cada punto de la gráfica es el valor de la aceleración, y en este caso no es constante.
Está mal porque la velocidad aumenta pero no de forma uniforme, la gráfica es una curva...
El enunciado dice que el módulo de la velocidad aumenta de forma uniforme.
Está mal porque la en esta gráfica la moto estaría en reposo, la velocidad es cero para todo tiempo.
El enunciado dice que el módulo de la velocidad aumenta de forma uniforme.
Está mal porque la en esta gráfica el módulo de la velocidad de la moto es constante, vale siempre lo mismo.
Esta es la correcta porque el módulo de la velocidad de la moto aumenta de forma uniforme.
La pendiente de la gráfica es el valor de la aceleración, que es constante.
Si la aceleración de un cuerpo es diferente de cero y es constante...
la fuerza neta sobre él es constante.
está en reposo.
su velocidad no cambia.
7.
a la anterior
está en reposo.
Entonces tiene que estar en movimiento.
No puede estar en reposo, porque si su aceleración es constante su velocidad está cambiando con el tiempo.
su velocidad no cambia.
Si su aceleración es constante su velocidad está cambiando con el tiempo.
la fuerza neta sobre él es constante.
Si la aceleración es constante la fuerza neta también, por el Principio de masa.
en reposo o en MRUA y la fuerza neta sobre él no es nula.
solamente en reposo y la fuerza neta sobre él es nula.
en reposo o en MRU y la fuerza neta sobre él es nula.
Si un cuerpo tiene aceleración nula puede estar...
8.
a la anterior
en reposo o en MRUA y la fuerza neta sobre él no es nula.
Si la fuerza neta sobre él no es nula, estaría acelerado por el Principio de masa y su aceleración no sería nula.
Sí podría estar en reposo, pero no en MRUA, porque si un cuerpo tiene aceleración nula significa que su velocidad no cambia.
solamente en reposo y la fuerza neta sobre él es nula.
Podría estar en reposo, pero también en MRU, porque si un cuerpo tiene aceleración nulasignifica que su velocidad no cambia.
Si un cuerpo tiene aceleración nula, la fuerza neta sobre él es nula por el Principio de masa.
Por lo tanto, su velocidad es constante y puede estar en reposo o con MRU.
en reposo o en MRU y la fuerza neta sobre él es nula.
Si un cuerpo tiene aceleración nula, la fuerza neta sobre él es nula por el Principio de masa.
si
no
Si quieres determinar el módulo del desplazamiento de una persona que se mueve en línea recta a partir de una gráfica, ¿te parece que lo puedes hallar con la pendiente de la gráfica velocidad en función del tiempo?
9.
a la anterior
si
+ info
Para hallar el módulo del desplazamiento se debe determinar el área bajo la gráfica velocidad en función del tiempo.
La pendiente de la gráfica velocidad en función del tiempo es el módulo de la aceleración del movimiento.
+ info
no
+ info
Para hallar el módulo del desplazamiento se debe determinar el área bajo la gráfica velocidad en función del tiempo.
La pendiente de la gráfica velocidad en función del tiempo es el módulo de la aceleración del movimiento.
+ info
si
no
Si te digo que la trayectoria, la distancia y desplazamiento son sinónimos, ¿qué me contestás?
10.
a la anterior
si
Mientras que el desplazamiento es un vector que tiene su origen en la posición inicial y su extremo en la posición final del movimiento. Su módulo mide en metros.
Eso que decís no es correcto, la trayectoria es la línea imaginaria que une los diferentes puntos del recorrido, la distancia es la longitud de la trayectoria,es una magnitud escalar y se mide en metros.
no
Mientras que el desplazamiento es un vector que tiene su origen en la posición inicial y su extremo en la posición final del movimiento. Su módulo mide en metros.
Eso que decís no es correcto, la trayectoria es la línea imaginaria que une los diferentes puntos del recorrido, la distancia es la longitud de la trayectoria,es una magnitud escalar y se mide en metros.
Si Javi, me sirvió para aclarar algunos conceptos que no me habían quedado del todo claros.
Nati, ¿no te parece que estuvo genial el desafío de las preguntas?
fin