Ciencias II. Semana del 1 al 5 octubre 2018

LA DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO Y LA FUERZA.
EL MOVIMIENTO DE LOS OBJETOS

Velocidad: desplazamiento, dirección y tiempo.
• Interpreta tablas de datos y gráficas de posición-tiempo, en las que describe y predice diferentes movimientos a partir de datos que obtiene en experimentos y/o de situaciones del entorno

Velocidad

La palabra velocidad deriva del latín “velocĭtas, -ātis”. La velocidad alude a una magnitud física en el cual se mide utilizando un patrón que tenga bien determinada esa magnitud agarrando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón de carácter vectorial que esta explicado por un punto del espacio en el cual se mide esa magnitud, donde también se encuentra un módulo, una longitud, su dirección u orientación, su sentido lo distingue por el origen del extremo, que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo.

La velocidad se representa por el símbolo V. Sus dimensiones son “L” que significa longitud y “T” de tiempo. Su unidad en los métodos internacionales es el metro por segundo donde se representa con el símbolo m/s que quiere decir metros por segundos.

Desplazamiento

El desplazamiento es el movimiento para trasladarse de un lugar a otro, o sustitución de una persona en el cargo, puesto o lugar que ocupa. El desplazamiento también es considerado como la variación de la posición de un cuerpo. En el ámbito de la física, el desplazamiento es un vector cuyo origen es la posición del cuerpo en un instante de tiempo que se considera inicial, y cuyo extremo es la posición del cuerpo en un instante considerado final. Cabe señalar, que el desplazamiento no depende de la trayectoria seguida por el cuerpo sino sólo de los puntos donde se encuentre en los instantes inicial y final; es decir, la distancia entre ellos, la cual es expresada en metros.

Dirección

Dirección es la acción y efecto de dirigir (llevar algo hacia un término o lugar, guiar, encaminar las operaciones a un fin, regir, dar reglas, aconsejar u orientar). El concepto tiene su origen en el vocablo latino directio.

El camino o el rumbo que sigue un cuerpo en su movimiento y la línea sobre la que se mueve un punto se conocen como dirección. Por ejemplo: “El individuo salió de la casa y caminó en esa dirección antes de perderse entre los peatones”, “Si quieres llegar a la playa, tendrás que caminar en la dirección contraria”, “Si hubiera seguido en esa dirección, me habría precipitado al vacío”.

Tiempo

El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos. El tiempo permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un futuro y un tercer conjunto de eventos ni pasados ni futuros respecto a otro. En mecánica clásica esta tercera clase se llama “presente” y está formada por eventos simultáneos a uno dado.

En mecánica relativista el concepto de tiempo es más complejo: los hechos simultáneos (“presente”) son relativos al observador, salvo que se produzcan en el mismo lugar del espacio; por ejemplo, un choque entre dos partículas.                     

     Conceptos y de definición del MRU

        Movimiento

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    Rectilíneo

Rectilíneo	Circular

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      Uniforme

Uniforme	No uniforme

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   Velocidad

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                  Gráficas del MRU

      Gráfica $v\left(t\right)$

   Velocidad en función del tiempo.

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     Gráfica $x\left(t\right)$

    Distancia en función del tiempo.

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    Fórmulas del MRU

   La distancia recorrida, $x$, por un móvil que tiene un MRU con un velocidad $v$ durante el       intervalo de tiempo $t$ es
$$x=v\cdot t$$
  De esta fórmula podemos despejar la velocidad y el tiempo:
$$v=\frac{x}{t}$$
$$t=\frac{x}{v}$$
      Las unidades en el SI son

• $km$ para la distancia, $x$.
• $km/h$ para velocidad, $v$.
• $h$ para el tiempo, $t$.

EJERCICIOS RESUELTOS DE VELOCIDAD

Problemas resueltos de velocidad y rapidez

1. Una pelota rueda hacia la derecha siguiendo una trayectoria en linea recta de modo que recorre una distancia de 10 m en 5 s. Calcular la velocidad y la rapidez.

2. Una mariposa vuela en linea recta hacia el sur con una velocidad de 7 m/s durante 28 s, ¿cuál es la distancia total que recorre la mariposa?

Para resolver este problema es necesario despejar la ecuación de velocidad para obtener la de distancia:

3. Calcula el tiempo necesario para que un automóvil que se mueve con una rapidez de 100 km/h recorra una distancia de 200 km.

Para resolver este problema es necesario despejar la ecuación de rapidez para obtener la fórmula que nos permitirá calcular el tiempo transcurrido:

para eliminar las unidades usaremos la "ley del sandwich":

a) Fíjate que en la unidad de 200 solo tenemos km mientras que en la unidad de 100 tenemos km/h:

b) Para igualar el número de unidades, escribimos un "1" debajo de la unidad de Km superior:

c) Para reducir los términos, multiplicamos extremo con extremo y el resultado lo escribimos arriba de la línea (numerador), también multiplicamos medio con medio y el resultado lo escribimos abajo de la línea (denominador):

d) Por último, se eliminan las unidades iguales y se reducen los términos para obtener la unidad horas (h):

          TAREA PARA ENTREGAR EL JUEVES 4

Problema 1

Un camión se mueve a velocidad constante de 90km/h por una autopista recta.

1. ¿qué distancia recorre en 2 horas?
2. ¿qué distancia recorre por segundo?
3. ¿cuánto tardará en recorrer 10km?

Problema 2

La velocidad de la luz en el vacío es c = 300 000 km/s. La luz del Sol tarda en llegar a la Tierra 8 minutos y 19 segundos. Calcular la distancia entre el Sol y la Tierra.

Problema 3

La siguiente gráfica representa la velocidad (km/h) en función del tiempo de un automóvil. Calcular la distancia que recorre el automóvil sin hacer uso de las ecuaciones del movimiento ya que se trata de un movimiento con velocidad no constante.

4. Una pelota recorre 20 m hacia la derecha y luego 10 m hacia la izquierda, todo en un lapso de tiempo de 10 s, ¿cuál es su velocidad y rapidez? 

5. Un automóvil que viaja de México a Morelia recorre 312 km en un tiempo de 5 h ¿cuál es su velocidad? 

6.- Si sabemos que la velocidad del sonido en el aire es de 1224 km/h y en la distancia vemos un relámpago de un rayo y, al cabo de 7 segundos escuchamos el sonido. ¿A qué distancia cayó el rayo?

7.- Un automóvil recorre una distancia de 185 km en 150 minutos. Calcula la magnitud de su velocidad en km/h

8.- Un automóvil A se dirige de Norte a Sur con velocidad constante de 120 km/h y se encuentra a 13 km de su destino y un automóvil B que viaja de Sur a Norte también a velocidad constante de 41.67 m/s y se encuentra a 20 km de su destino.

1.- ¿En cuántos minutos llegará cada auto a su destino?

2.- ¿Qué auto llegará primero?

3.- ¿Qué automóvil viaja con mayor velocidad?

4.- ¿A qué velocidad viaja el automóvil A respecto del automóvil B en km/h?