Física

Profesor: Noé Hernández

Alumnos(a): Vania Martínez Juárez 21-27

Luis Gerardo Martínez Lozano 21-28

Vanessa Esmeralda Salazar Benítez 21-38

Movimiento

El movimiento se define como el cambio de posición de un cuerpo con el paso del tiempo y en él hay que tener en cuenta tres ideas básicas: el cambio, la posición y el tiempo. 

Tipos de movimientos:

Según la trayectoria, el movimiento puede ser: 

• Movimiento rectilíneo uniforme: en este tipo de movimiento el cambio de posición de un determinado cuerpo se desplaza en una línea recta. Su uniformidad se da porque en su avance o retroceso se mueve exactamente la misma distancia en cada unidad de tiempo, es decir, a una velocidad constante. Esto significa que su aceleración es nula, lo que lo hace difícil de hallar en la naturaleza. Un ejemplo de movimiento rectilíneo uniforme es la luz.
  
  
• Movimiento rectilíneo uniforme acelerado: en este, en cambio, la aceleración no es nula sino uniforme. Esto hace que su velocidad no sea constante sino uniforme, aumentando y disminuyendo la misma velocidad en cada unidad de tiempo, por lo que se habla de una aceleración constante.  
  
  
  El desplazamiento de este movimiento, al igual que el anterior, es de manera recta. Un ejemplo de este movimiento es la caída libre vertical.
• Movimiento circular uniforme: en este la trayectoria del cuerpo tiene la forma de una circunferencia. Este movimiento se realiza a una velocidad constante, es decir que da el mismo número de vueltas en cada unidad de tiempo. Mientras que, la aceleración es nula. Un ejemplo de este movimiento es el de la Tierra, que da una vuelta alrededor del Sol cada 365 días
  
  
• Movimiento circular uniforme acelerado: en este movimiento, cuya trayectoria también es circular, la aceleración es constante, y su velocidad uniforme.
  
  
• Movimiento pendular: en este movimiento, el cuerpo pende de una soga que oscila, de manera periódica, ya que se repiten constantemente sus variables en cada unidad de tiempo. El ejemplo más claro es el péndulo del reloj.

                                          

       

Velocidad

La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa la distancia recorrida de un objeto por unidad de tiempo. Se representa por  o. En análisis dimensional sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el metro por segundo (símbolo m/s).

En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, el cual se denomina celeridad o rapidez.

Ejemplos:

1.- Un autobús recorre la distancia entre la ciudad de Cuernavaca y la Ciudad de México, que es de 820 kilómetros, en 11 horas. Calcular la velocidad promedio del autobús.
v = ?
d = 820 km
t = 11 horas
v = d/t = 820/11 = 74.55 km/h

2.- Calcular cual es la magnitud de la velocidad que posee un cuerpo que recorre una distancia de 950 metros en 12 hora hacia el sureste.

v = ?
d = 950 m
t = 12 hora
v = d/t = 950/12 = 79.166 m/h

3.-Un camión que salió de la ciudad de México hacia Monterrey recorrió 900 kilómetros, en 17 horas. Calcula la velocidad promedio del camión.

v = ?
d = 900 km
t = 17 horas
v = d/t = 900/17 = 52.9411 km/h

Rapidez

La rapidez o celeridad promedio es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en completarla. Su magnitud se designa como v. La celeridad es una magnitud escalar de dimensión [L]/[T]. La rapidez tiene la misma dimensión que la velocidad, pero no el carácter vectorial de esta. La celeridad instantánea representa justamente el módulo de la velocidad instantánea. La diferencia entre velocidad y rapidez es que la velocidad tiene un carácter vectorial y la rapidez es una magnitud de carácter escalar.

Aunque los términos de celeridad o rapidez son apropiados cuando deseamos referirnos inequívocamente al módulo de la velocidad, es correcto y de uso corriente (no sólo en el uso popular, sino también en el científico y técnico) utilizar los términos "velocidad", "celeridad" y "rapidez" como sinónimos. Esto es así para la totalidad de las magnitudes vectoriales (aceleración, fuerza, momento, cantidad de movimiento, etc.) a cuyos módulos no se les asigna nombres especiales.

Ejemplos:

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Decimos que se trata de un movimiento rectilíneo uniforme cuando:

 El móvil recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales, por lo tanto su velocidad es constante y la trayectoria es una línea recta.

El MRU queda representado de la siguiente manera:

Interpretación Gráfica del MRU:

Si un cuerpo se mueve con una velocidad constante y recorre distancias iguales en tiempos iguales, la distancia recorrida será directamente proporcional al tiempo transcurrido.

Aceleración:

La aceleración es la magnitud física que mide la tasa de variación de la velocidad respecto del tiempo. Es una magnitud vectorial con dimensiones de longitud/tiempo  (en unidades del sistema internacional se usa generalmente [m/s²]). No debe confundirse la celeridad con la aceleración, pues son conceptos distintos, acelerar no significa ir más rápido, sino cambiar de velocidad a un ritmo dado.

Es representada como la pendiente de la recta tangente de la curva de representación velocidad-tiempo. Se define la aceleración media como la relación entre la variación o cambio de velocidad de un móvil y el tiempo empleado en dicho cambio de velocidad: Donde a es aceleración, y v  la velocidad final en el instante t, v0 la velocidad inicial en el instante t0.

La aceleración instantánea , que para trayectorias curvas se toma como un vector, es la derivada de la velocidad (instantánea) respecto del tiempo en un instante dado.

Fórmulas 

Ejemplos:

MRU

MRUA

Velocidad / Rapidez

Tiro vertical

Movimiento uniformemente variado, donde la aceleración es la de la gravedad y la dirección del movimiento puede ser ascendente o descendente, sin influencia de la fricción con el aire. Este movimiento siempre tiene velocidad inicial distinta de cero, sea lanzado hacia arriba o hacia abajo.

Las ecuaciones para éste movimiento son:

1)

yf = y0 + v0.t + ½.g.t²

Ecuación de posición

2)

vf = v0 + g.t

Ecuación de velocidad

Ecuaciones para el caso de calcular la altura máxima:

1)

y Máxima = y0 + v0.t + ½.g.t²

El valor de la aceleración de la gravedad depende de la  latitud en que se determine dicho valor. la aceleración promedio es de 9,81 m/s², es usual usar un valor de 10 m/s² para agilizar la resolución de ejercicios.

Ejes para ver movimiento: 

Caída libre

Es el movimiento rectilíneo en dirección vertical con aceleración constante realizado por un cuerpo cuando se deja caer en el vacío.

Sus características sin:

1)  Los objetos en caída libre no encuentran resistencia del aire.

2) Todos los objetos en la superficie de la Tierra aceleran hacia abajo a un valor de aproximadamente 10 m/seg2

Fórmulas:

Vf: velocidad final

Vi: velocidad inicial

g: gravedad

t: tiempo

Tiro parabólico

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

Leyes de newton

                                              

Primera ley: ley de la inercia

Newton expone que: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Ejemplos:

- Una llanta que rueda por la calle no se detendrá a menos que alguien la detenga. 

- Una pelota deja de rodar pos la banqueta debido a la fuerza de fricción que la banqueta ejerce sobre ella. 

Segunda ley de newton

Newton expone que: el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.          

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

Ejemplos:

- El peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo con cierta masa. 

- Un resorte se puede estirar determinada distancia en función de su constante de elasticidad.

Tercera ley de newton

 La tercera ley de Newton establece lo siguiente: Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. 

Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual".  En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.

Ejemplos:

-Cuando intentamos empujar a alguien estando dentro de una pileta. Lo que nos sucederá, aún sin la intención del otro, nosotros retrocederemos.

- El funcionamiento de un avión también funciona como un claro ejemplo de la tercera ley de Newton ya que el mismo avanza hacia adelante como consecuencia de que las turbinas hacen fuerza hacia el lado opuesto, es decir, hacia atrás.