TEMA 1: ESTUDIO DEL MOVIMIENTO (4º ESO)

1.       ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO.

2.       MAGNITUDES FUNDAMENTALES DEL MOVIMIENTO.

1.       ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO

Podemos definir la Cinemática, como la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos.

A la hora de describir el movimiento de un cuerpo, siempre lo vamos a hacer tomando como referencia otros cuerpos que no se mueven, o que al menos así lo parece.

Por lo tanto, podemos definir el sistema de referencia, como el punto o conjunto de puntos con relación al cual se describe el movimiento de un cuerpo.

Diremos entonces que un cuerpo se encuentra en movimiento, cuando cambia de posición respecto al sistema de referencia. En caso contrario, el cuerpo está en reposo.

Todos los cuerpos que pueden desplazarse, reciben el nombre de móviles.

2.       MAGNITUDES FUNDAMENTALES DEL MOVIMIENTO

·         TRAYECTORIA: es la línea formada por los sucesivos puntos por los que pasa un móvil puntual durante su movimiento.

·         POSICIÓN: es el punto que ocupa un móvil sobre la trayectoria en un momento dado. Esta posición va variando a lo largo del tiempo.

El vector que determina la posición de un punto, se denomina vector de posición, y se designa por .

·         DESPLAZAMIENTO: es el vector que une dos puntos de la misma trayectoria.

·         ESPACIO RECORRIDO: es la longitud de la trayectoria recorrida por el móvil. Se representa por la letra “e” o “s”.

 

El desplazamiento y el espacio recorrido, sólo coincidirán cuando la trayectoria sea rectilínea y no haya cambios de sentido en el movimiento.

·         RELACIÓN S-T: es la relación que indica para cada instante “t”, la posición en que se encuentra el móvil “s”. Se representa mediante las gráficas posición-tiempo.

Además de todas las magnitudes vistas, una magnitud que a nosotros nos resulta más visible, es la rapidez o velocidad con la que se mueve un móvil, que se puede definir como la rapidez con la que un móvil cambia su posición sobre la trayectoria.

Podemos distinguir dos tipos de velocidad:

1.       Velocidad media (v_m): Es el cociente entre la distancia recorrida en un intervalo e tiempo y el valor de ese intervalo.

 

2.       Velocidad instantánea (v): Es el valor de la velocidad en un instante determinado.

 

Con frecuencia, para expresar el valor de la velocidad, se utiliza el Km/h. Para pasar de Km/h a m/s, sólo hay que dividir entre 3’6, y para pasar de m/s a Km/h, hay que multiplicar por 3’6.

A la hora de representar gráficas de velocidad frente al tiempo, vamos a obtener gráficas similares a las gráficas posición, tiempo pero su interpretación es muy diferente.

Ejemplo:

                Un móvil inicia su movimiento variando su velocidad: en un segundo, su velocidad varió de 0 a 10 m/s. Posteriormente mantuvo su velocidad constante durante 2 segundos, posteriormente disminuye su velocidad hasta 5 m/s en un segundo, y la mantiene constante durante un segundo para posteriormente volver a aumentarla, hasta alcanzar a los 6 segundos de iniciado el movimiento, la velocidad de 11 m/s.

A partir de las gráficas posición-tiempo, se puede hallar la ecuación del movimiento s = s₀ + v₀ · t.

Para hallar esta ecuación, se siguen los siguientes pasos:

Ejemplo:

Hacer ejercicios 3,4 de la página 17; ejercicios 5, 6 de la página 18; ejercicio 8 de la página 19 y ejercicios 15 y 16 de la página 23.

En la mayoría de los movimientos, se producen constantemente variaciones en la velocidad con la que se desplaza el móvil, por tanto el movimiento está sometido a aumentos o disminuciones de la velocidad y a cambios de dirección.

Cuando el valor de la velocidad media aumenta de manera progresiva, decimos que hay una aceleración. Por tanto, podemos decir que un móvil acelera siempre que aumenta o disminuye su velocidad o cambia su dirección.

Se puede definir la aceleración, como la variación que experimenta la velocidad de un móvil en un intervalo de tiempo.

                                                              

Los movimientos circulares, aunque sean uniformes, son acelerados, porque están cambiando constantemente la dirección de la velocidad. En este tipo de movimientos, podemos definir otro tipo de aceleración, llamada aceleración normal (a_N) o aceleración centrípeta (a_c), que mide la variación de la dirección de la velocidad por unidad de tiempo. Esta aceleración, se representa con un vector perpendicular a la trayectoria, dirigido hacia el centro.

                                                              

                                                                                                                                                      

                                                                                                                                                      

Hacer ejercicios 3, 4 y 5 de la página 33; 19, 20, 21, 22, 24 y 25 de la página 26.