APUNTE 1 : MOVIMIENTO PROF. CAROLINA VELSQUEZ ERAZO

1. MOVIMIENTO 1.1. Patrones y Unidades Al medir una cantidad la comparamos siempre con algn patrn de referencia establecido. As, por ejemplo, decimos que una cuerda tiene 30 metros de longitud para indicar que es 30 veces ms larga que un objeto cuya longitud se ha definido como un metro. Este patrn se denomina unidad de la cantidad; por tanto, el metro es la unidad de longitud y el segundo es la unidad de tiempo. Las definiciones de unidades fundamentales son establecidas por una organizacin internacional llamada Conferencia General de Pesas y Medidas, con representantes en casi todo el mundo. El sistema de unidades definido por sta, se basa en el sistema mtrico decimal y se conoce como Sistema Internacional o SI. Una vez definidas las unidades fundamentales es sencillo introducir unidades mayores y menores de las mismas cantidades fsicas. En el sistema mtrico (SI) estas unidades derivadas se relacionan siempre con las fundamentales por mltiplos de 10 o de 1/10. As, por ejemplo, un kilmetro ( 1 km) equivale a 1000 metros; un centmetro (1cm) es igual a 1/100 metro, etc. Los nombres de las unidades derivadas se obtienen siempre aadiendo un prefijo al nombre de la unidad fundamental; por ejemplo, el prefijo kilo ( cuya abreviatura es k) significa una unidad multiplicada por un factor de 1000, por tanto: 1 kilmetro = 1 km = 103 metros = 103 m 1 kilgramo = 1 kg = 103 gramos = 103 g 1 kilowatt = 1 kW = 103 watts = 103 W Las unidades britnicas se definen oficialmente en funcin de las unidades SI, de la manera siguiente: Longitud : 1 pulgada = 2,54 cm ( exactamente) Masa : 1 libra-masa = 0,4536 kg ( aproximadamente) 1.2. Consistencia de las unidades y conversiones Las relaciones entre las cantidades fsicas a menudo se expresan con ecuaciones donde las cantidades se representan mediante smbolos algebraicos. Un smbolo algebraico denota siempre un nmero y una unidad., por ejemplo t puede representar un tiempo de 5 s, y v una velocidad de 2 m/s o 2 m s-1. Una ecuacin siempre debe ser dimensionalmente consistente ; es decir, que dos trminos se pueden sumar o igualar slo si tienen las mismas unidades. Por ejemplo, si un cuerpo que se mueve a velocidad constante v recorre una distancia d en un tiempo t, estas cantidades estn relacionadas por la ecuacin : d = v t Si d se mide en metros, entonces el producto v t tambin debe expresarse en metros. Si utilizamos como ejemplo los nmeros anteriores, podemos escribir: 10 m = ( 2 m s-1) ( 5s) La unidad s-1 anula la unidad s del segundo miembro; por tanto este miembro tiene unidades expresadas en metros, como debe ser.

Ejemplos: 1. Para calcular el nmero de segundos que hay en 3 min, escribimos: 3 min = ( 3 min ) 60 s = 180 s 1 min 2. Para convertir 50 km/h ( 50 kilmetros por hora) en metros por segundo, tenemos: 50 km h-1 = ( 50 km h-1 ) 1000 m 1 h = 13,89 m/s 1 km 3600 s 1.3 CINEMTICA Es la parte de la fsica que estudia el movimiento en sus condiciones de espacio y tiempo. 1.3.1 Velocidad La velocidad es una cantidad vectorial que describe, al mismo tiempo, la rapidez con que se mueve el cuerpo y la direccin de su movimiento. En el caso de un cuerpo con movimiento rectilneo uniforme, su velocidad es la distancia que recorre por unidad de tiempo. Si la distancia s recorrida en un tiempo t, el cuerpo tiene una velocidad constante de: V = d t velocidad = distancia tiempo 1.3.2. Aceleracin Un cuerpo est acelerado cuando su velocidad cambia, es decir, cuando su velocidad aumenta, disminuye o cambia de direccin. Las aceleraciones que resultan de un cambio de direccin corresponde al movimiento circular. La aceleracin de un cuerpo es la rapidez con la que cambia de velocidad. Si la velocidad del cuerpo al comienzo de un cierto intervalo de tiempo t es vo y la velocidad al final de dicho intervalo es v, entonces su aceleracin es: a = v - vo t aceleracin = cambio de velocidad intervalo de tiempo 1.3.3 Cada libre Despreciando el empuje y la resistencia del aire, un cuerpo cae con aceleracin constante g, siendo sta la aceleracin de gravedad, cuyo valor promedio en nuestro planeta es de 9,8 m/s2. Un cuerpo que se deja caer desde el reposo, despus de un tiempo t posee una velocidad v = gt, y ha recorrido una distancia vertical de h = g t2. Para que un cuerpo lanzado hacia arriba alcance una cierta altura h, debe tener una velocidad inicial igual a la velocidad final que tendra un cuerpo que cayera desde esa altura, es decir, v = 2gh