Disertación de Física: Movimiento Rectilíneo

Disertación de Física: Movimiento Rectilíneo

PRIMERO EN DISERTAR

1. Introducción: La física ha abarcado en nuestro conocimiento hace aproximadamente 2000 años, donde los antiguos y experimentados griegos estaban relacionados con conceptos físicos, donde entendían bastantes bien las propiedades y efectos de la luz, pero les costaba entender lo relativo del movimiento.

Galileo Galilei llegó a progresar bastante con el tema del movimiento, posicionando esferas sobre planos inclinados, lo cual no logró descubrir lo suficiente. Por eso en esta presentación daremos a conocer las reglas que posee el movimiento, donde encontramos los conceptos de velocidad, rapidez y aceleración; tres conceptos que hay que saber diferenciar y entenderlos para nuestro saber en la física.

1. El movimiento es relativo: Lo primero que tenemos que tener claro es que todo lo que nos rodea se mueve, aunque a simple vista lo veamos en reposo, ya que todo se mueve en relación al Sol y las estrellas, como nosotros, que en este preciso momento nos estamos moviendo a 107.000 km/h en relación al Sol, y aún más todavía con respecto al centro de nuestra galaxia. Cuando se examina el movimiento de algo, se define como el movimiento de esto en relación con algo más, como por ejemplo: si un auto de carreras alcanza una rapidez de 300 km/h, realmente se quiere decir que esa rapidez la alcanza con respecto a la pista de carreras, a menos que se indiquen otros factores.

Antes de los análisis de Galilei, la gente describía los objetos que se movía como lentos o rápidos; lo cual eran descripciones muy vagas, siendo así, Galileo se le dio el crédito por el definir por primera vez la rapidez, considerando la distancia que se cubre durante cierto tiempo. Definiendo la rapidez como la distancia recorrida por una unidad de tiempo.

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Por ejemplo si un ciclista recorre 30 metros en un tiempo de 2 segundos, se dice que tiene una rapidez de 15 metros por segundo, o sea, es el cociente de la división de la distancia que avanza el ciclista por el tiempo en que demora en recorrerla.

Hay muchas combinaciones de unidades de distancia entre tiempo que son claramente válidas para medir la rapidez de algún objeto.

1. En objetos que recorren largas distancia como los vehículos de motor, es común que se mida la rapidez con la unidad de kilómetro por hora, abreviado km/h o millas por hora en otros países, donde se abrevia mi/h o mph.
2. Para distancias más cortas, se usan con frecuencia metros por segundo, abreviado m/s.
3. El símbolo en diagonal / se lee como “por”, que quiere decir “dividido entre”.

Un dato interesante es que si sentada en una silla, la rapidez de ella será 0 respecto a la Tierra; pero 30 km/h respecto al Sol, como vimos en la introducción su relación.

1. Rapidez Instantánea: Es la rapidez de una partícula u objeto a cualquier instante. Esto se refiere a que las cosas al moverse tienen variaciones de su rapidez, como por ejemplo un automóvil puede recorrer una calle un máximo de 50km/h, deteniéndose hasta 0 km/h en un semáforo en rojo y acelerar sólo hasta 30km/h debido al tránsito vehicular. La rapidez instantánea se puede determinar gracias al velocímetro. En general, si un automóvil viaja a 50km/h, sostiene esa rapidez durante menos de 1 hora. Si sostuviera esa misma velocidad durante esa hora, este móvil recorrería 50 kilómetros exactos. Si durara media hora con esa velocidad avanzaría 25 kilómetros de distancia (la mitad) y si solo dura 1 minuto, recorrería 1 kilómetro.
2. Rapidez Media: Cuando se planea un viaje en automóvil, el conductor desea saber el tiempo de recorrido. Lo que considera es la rapidez promedio o rapidez media, en el viaje. La rapidez media se define como

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El cálculo de la rapidez media es muy simple. Por ejemplo, si recorremos 80 kilómetros de distancia en un tiempo de 1 hora, decimos que nuestra rapidez media/promedio fue de 80 kilómetros por hora. Y si en otro ejemplo recorriéramos 320 kilómetros en 4 horas…

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Como ya mencionamos antes, una distancia en kilómetros siempre es relacionada con el tiempo en hora 🡪 (km/h).

Si el problema anterior, donde nuestra rapidez media resultó 80km/h durante 4 horas y ahora queremos obtener la distancia total recorrida, pues multiplicamos la rapidez y el tiempo, resultando así la distancia de 320 kilómetros.

Hay una parte muy importante para entender, y es que si sabemos que la rapidez media es la distancia TOTAL recorrida, dividida por el tiempo TOTAL recorrido, no nos da a conocer las distintas rapideces ni variaciones durante los intervalos más cortos. Ya que la mayoría de las veces que uno viaja avanzamos con diferentes rapideces, NO LA MISMA RAPIDEZ DE SIEMPRE. Con esto entendemos que la rapidez media es un promedio o aproximación de ésta durante el viaje, y la instantánea es el cálculo de la rapidez en cualquier punto de un recorrido.

4ª) Si no se nos da a conocer la distancia total recorrida, en cambio las otras variables si (rapidez y tiempo) la podemos obtener con la siguiente multiplicación…

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SEGUNDO EN DISERTAR

1. Velocidad: Cuando la rapidez de un objeto tiene una dirección, estamos especificando la velocidad, por ejemplo…

*Si un móvil viaja a 60km/h estamos mencionando rapidez

*Pero si se dice que este móvil va a 60 km/h en dirección al norte, estamos especificando su velocidad

Siendo así, la rapidez es una descripción de qué tan rápido se mueve un objeto, y la velocidad indica que tan rápido se mueve pero también en qué dirección.

A todas las cantidades, como la velocidad, que especifica tanto dirección como magnitud se le denomina cantidad vectorial. En cambio las cantidades que se describen sólo con una magnitud se denominan cantidades escalares, como lo es la rapidez.

1. Velocidad constante: La rapidez constante no varía. Algo con rapidez constante ni disminuye ni aumenta su rapidez. Por otro lado, la velocidad constante implica tanto rapidez constante como dirección constante, donde la dirección si o si tiene que ser una recta, o sea, la trayectoria del objeto no describe una curva. Por consiguiente, la velocidad constante significa movimiento en una recta a rapidez constante.
2. Velocidad Variable: Si la rapidez o la dirección cambian (o si ambas lo hacen), entonces cambia la velocidad. Por ejemplo, si un automóvil que describe un círculo tiene rapidez constante, pero no su dirección, su velocidad no es constante, ya que no sigue un mismo rumbo por siempre. Para saber con más detalle la variabilidad en la velocidad, veremos a continuación el concepto de aceleración.

1. Aceleración: Podemos cambiar la velocidad de algo al modificar su rapidez, su dirección o ambas. El qué tan rápido cambia la velocidad es lo que entendemos por aceleración, con la siguiente fórmula…

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EJEMPLO: Cuando el conductor pisa el acelerador, los pasajeros experimentamos aceleración conforme a lo que nos recargamos más contra los asientos. La idea clave que define la aceleración es el cambio. Supongamos que al manejar aumentamos, en un segundo, nuestra velocidad de 30 a 35 kilómetros por hora, y en el siguiente segundo a 40 kilómetros por hora, y a 45 en el siguiente y así sucesivamente. Cambiamos la velocidad en 5 kilómetros por hora cada segundo. Este cambio de velocidad es lo que entendemos por aceleración.

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