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U. D. 2CINEMÁTICA
DESEMPEÑO 1:Establezco relaciones entre la información recopilada en otras fuentes y los datos generados en mis indagaciones sobre la cinemática y el MUR resolviendo problemas
DESEMPEÑO 2:Verifico relaciones entre distancia recorrida, velocidad y aceleración tanto numérica como gráficamente.
DESEMPEÑO 3:Indago sobre un avance tecnológico a nivel celular y explico el uso de las ciencias naturales en su desarrollo.
Física
Física
La física estudia los fenómenos físicos: aquéllos en que las sustancias no modifican su composición ni se transforman en otras nuevas.
La cinemática es la parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos y las leyes que lo rigen
Unidad didáctica 2: El Movimiento
¿Qué es el movimiento?:
–Movimiento y reposo
–Trayectoria y desplazamiento
–Posición y distancia
Rapidez en el cambio de posición:
–Velocidad media y velocidad instantánea
–Movimiento rectilíneo uniforme
Cambios de velocidad:
–Aceleración
–Movimientos acelerados
Móvil es todo cuerpo capaz de desplazarse
Movimiento y reposo
1. Qué es el movimiento. Movimiento y reposo
Un cuerpo está en movimiento si cambia de posición con respecto al sistema de referencia; en caso contrario, está en reposo.
Sistema de referencia es un punto respecto al cual se describe el movimiento de un cuerpo.
Actividades:
1. Si observas la fotografía de un tren, ¿puedes determinar si dicho tren está en reposo o en movimiento? ¿por qué?
2. Razona cómo es posible que un pasajero sentado en una butaca de un tren esté en reposo respecto al tren y al mismo tiempo en movimiento respecto a la estación.
Movimiento y reposo
Trayectoria y desplazamiento
Trayectoria: línea formada por los sucesivos puntos que ocupa un móvil durante su desplazamiento.
Desplazamiento entre dos puntos de la trayectoria es el vector que une ambos puntos.
Vector: segmento orientado que indica la dirección, el sentido y el valor del desplazamiento
Trayectoria y desplazamiento
La forma geométrica que describe la trayectoria de un móvil permite identificar distintos tipos de movimientos:
- Rectilíneo: como un ascensor
- Circular: giro de un CD, rueda de automóvil.
- Elíptico: traslación de la Tierra
- Parabólico: pelota de tenis en partido
Trayectoria y desplazamiento
Actividades:
3. Un tren y un automóvil parten de Málaga hacia La Coruña. ¿Seguirán la misma trayectoria? ¿y el mismo desplazamiento? Razona la respuesta
4. Un automóvil se desplaza desde el punto A hasta el B por una carretera que tiene varias curvas. Representa la trayectoria y el desplazamiento.
5. Una persona recorre 10 metros en línea recta y luego retrocede hasta el punto de partida siguiendo la misma recta. ¿Cuánto vale el desplazamiento? ¿y la trayectoria?
6. ¿En qué caso la trayectoria y el desplazamiento coinciden?. Justifica la respuesta
Posición y distancia
Posición de un móvil es el punto de la trayectoria que ocupa en un momento determinado.
Mediante un vector de posición que une el origen del sistema de coordenadas con el punto P (posición)
Fijando un origen O e indicando la distancia s recorrida sobre la trayectoria
Posición y distancia
Distancia recorrida en un intervalo de tiempo es la longitud, medida sobre la trayectoria, que existe entre las posiciones inicial y final del móvil en dicho intervalo de tiempo.
Se calcula restando las posiciones final e inicial, medidas sobre la trayectoria: ΔS = s - s0
Posición y distancia
7. Desplazamiento: diferencia entre posición final e inicial en línea recta. Distancia: diferencia entre posición final e inicial medida sobre la trayectoria
8. Entre 0 y 20 min: 500 m
Entre 20 y 40 min: 900 m
No, en el segundo caso ha ido más rápido pues ha recorrido más distancia en menos tiempo.
Velocidad: rapidez en cambio de posición
La velocidad de un móvil representa la rapidez con que éste cambia de posición.
Se calcula en el S.I.: v (m/s) = Δs (m) / Δt (s)
Velocidad Media e Instantánea
La velocidad media es el cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla.
La velocidad instantánea es la que tiene un móvil en un instante determinado.
Velocidad Media e Instantánea
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Un móvil se desplaza con MRU cuando su trayectoria es una línea recta y su velocidad es constante. Es decir, módulo, dirección y sentido del vector velocidad no varían.
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Representación gráfica del MRU
Para visualizar las características del movimiento de un cuerpo lo representamos gráficamente:
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Representación gráfica del MRU
Para visualizar las características del movimiento de un cuerpo lo representamos gráficamente:
- Dibujamos unos ejes de coordenadas: en abcisas (horizontal) representamos el tiempo y en ordenadas (vertical) la posición del móvil
- Relacionamos cada pareja de valores espacio-tiempo
- Unimos todos los puntos mediante una línea
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Ecuación del MRU
Nos da la posición del móvil en cada momento.
Se obtiene a partir de la ecuación de la velocidad:
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Posición (s)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Espacio (m)
Tie
mp
o (
s)
Posición
(m)
Tiempo
(s)
0 0
75 5
150 10
225 15
300 20
375 25
450 30
Actividad 12
Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU
Posición (s)
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60 80 100 120 140
Espacio (m)
Tie
mp
o (
s)
Actividad 30Posición
(m)
Tiempo
(s)
Velocidad
(m/s)
0 0 0
27 10 2,7
58 20 3,1
87 30 2,9
116 40 2,9
Cambios en la velocidad: Aceleración
Normalmente, la velocidad de un móvil varía durante su movimiento: a veces aumenta, otras disminuye y en ocasiones cambia de dirección.
La aceleración representa la rapidez con que un móvil varía su velocidad. Es una magnitud vectorial. Se calcula dividiendo la variación de velocidad entre el intervalo de tiempo que ha transcurrido.
0
0
tt
vv
t
va
v = velocidad (m/s)
V0 = velocidad inicial (m/s)
t = tiempo (s)
t0 = tiempo inicial (s)
Las unidades de la aceleración son m/s2
Cambios en la velocidad: Aceleración
Ejemplo:
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
Un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) sigue una trayectoria rectilínea y su aceleración es constante, no nula.
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
Un cuerpo que soltamos y cae libremente tiene un MRUA ya que su aceleración es constante e igual a 9,8 m/s2 llamada aceleración de la gravedad.
Es independiente de la masa del cuerpo
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
fiif
if
ifvvtta
tt
vva
)(
fiif
if
ifssttv
tt
ssv
)(
Con estas expresiones se puede calcular la velocidad del objeto en cada instante y también su posición
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
Actividades:
