El movimiento rectilíneo

El movimiento es uno de los fenómenos físicos que más directamente percibimos, pero la forma de dicho movimiento depende del lugar desde donde se observa. Es el llamado “sistema de referencia (SR)”. 

   Un sistema de referencia es un punto y un sistema de ejes, que suponemos fijos en el Universo, y que se toman para medir la distancia a la que se encuentra el objeto. Mientras que el camino que describe un objeto al desplazarse respecto del sistema de referencia es la “trayectoria” que puede ser recta o curva. 

   La descripción de un movimiento requiere conocer el lugar donde se encuentra (posición) y el momento (instante). El instante se representa por la letra t, acompañado de algún subíndice si es necesario, para indicar el lugar que ocupa este dato respecto de un conjunto de medidas. La unidad fundamental en el Sistema Internacional es el segundo (s). El tiempo transcurrido entre dos instantes se simboliza con las letras ∆t, el cual se calcula:     

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La posición tiene que informar de la situación de un móvil respecto de un observador situado en el Sistema de Referencia (SR).

El desplazamiento es la distancia que existe entre la posición final e inicial de un movimiento. Se representa siempre con una línea recta y tiene una longitud que se determina por la diferencia entre las posiciones final e inicial del intervalo de tiempo seleccionado, que es lo que se conoce como módulo del desplazamiento. De este modo, el desplazamiento es una magnitud vectorial, lo que quiere decir, que tiene una dirección, un sentido y un módulo, que se pueden representar mediante una flecha y matemáticamente mediante un vector. 

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Trayectoria: Línea discontinua

Desplazamiento: Línea contínua.

El desplazamiento entre dos instantes t0 y t, se corresponde con un vector que se extiende desde la posición en t0 hasta la posición en t, se simboliza por ∆x.

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La velocidad de un objeto a menudo se confunde con la rapidez. La velocidad físicamente es un vector y por tanto tiene un módulo (la rapidez), una dirección y un sentido. La velocidad con la que se desplaza un móvil es el cociente entre el espacio que recorre y el tiempo empleado en recorrerlo, siendo su unidad fundamental en el Sistema Internacional el metro por segundo (m/s).

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Podemos diferenciar dos tipos de velocidad: 

  •   Velocidad media: Es el cociente entre el desplazamiento y el intervalo de tiempo transcurrido en realizar ese desplazamiento. 
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  • Velocidad instantánea: Velocidad que tiene el cuerpo en un instante específico, en un punto determinado de su trayectoria. Se obtiene realizando el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo considerado tiende a 0 o como la derivada del vector posición respecto al tiempo. 
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 La rapidez es el valor absoluto de la velocidad ya que nunca puede ser negativa.

   En un periodo de tiempo ∆t el móvil A se ha desplazado con mayor velocidad, y por tanto rapidez, que el móvil B por lo que ha recorrido más espacio en el mismo periodo de tiempo.

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El valor de la velocidad de un móvil se modifica con la acción de la aceleración, la cual depende de las interacciones que otros cuerpos ejerzan sobre él. Su unidad fundamental en el Sistema Internacional el metro por segundo al cuadrado (m/s2). 

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La aceleración también es un vector y según qué aspecto de la velocidad modifica recibe un nombre diferente. 

  • Aceleración tangencial: modifica la rapidez del movimiento.
  • Aceleración normal: modifica la dirección del movimiento. 

 

Hay dos tipos de Movimientos Rectilíneos:

 

  • Movimiento rectilíneo uniforme, MRU. 

   Si un objeto que se encuentra en movimiento no tiene aceleración, describe una trayectoria rectilínea (no hay aceleración normal que cambie la dirección de la velocidad) y la rapidez es constante (no hay aceleración tangencial que modifique el módulo de la velocidad), décimos que su movimiento es rectilíneo uniforme. En este caso el espacio recorrido es igual al desplazamiento y su expresión es: 

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  • Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, MRUA. 

   Cuando un móvil describe una trayectoria recta pero la velocidad no es constante, se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, ya que tiene aceleración. 

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Las gráficas obtenidas para poder diferenciar ambos movimientos son:

Gráfica Movimiento rectilíneo uniforme MRU Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado MRUA
Posición-instante  

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Velocidad-instante
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Aceleración-instante  

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Movimiento de Caída Libre.

   Es el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) en el que la aceleración coincide con el valor de la gravedad. En la superficie de la Tierra, la aceleración de la gravedad se puede considerar constante, dirigida hacia abajo, se designa por la letra “g” y su valor es de 9,8m/s2 (a veces se aproxima a 10m/s2). 

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En este caso las ecuaciones son: 

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Para estudiar el movimiento de caída libre normalmente utilizaremos un sistema de referencia cuyo origen de coordenadas se encuentra en el pie de la vertical del punto desde el que soltamos el cuerpo y consideraremos el sentido positivo del eje y apuntado hacia arriba. 

 

 

 

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