física para ciencias: movimiento en una dimensión dictado por: profesor aldo valcarce 1 er...
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Física para Ciencias: Movimiento en una dimensión
Dictado por:Profesor Aldo Valcarce
1er semestre 2014
FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014
Lo experimenta todo objeto que tiene una posición definida en el espacio-tiempo
Traslación → un auto en una carretera
Rotación → la Tierra en torno a su eje
Oscilatorio → un péndulo
Movimiento
FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014
Cinemática
Dinámica
Descripción del movimiento.
¿Cómo se mueve?
Causas del movimiento.
¿Por qué se mueve?
Mecánica
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Cinemática
El estudio de movimientoDeterminar la posición, velocidad y aceleración
Se empieza con una dimensión (1D)
Después se trabaja en 2 ó 3 dimensiones.
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Posición, distancia y desplazamiento
Posición
¿Dónde está Puerto Montt? dirección
Puerto Montt está a 1000 km al sur de Santiago
distancia punto de referencia (origen)
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Posición
Por convención:valores positivos a la derechavalores negativos a la izquierda
C
Origen
A B
-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6
x [m]
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Posición de A, xA= +3 m
C
Origen
A B
-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6
x [m]
xB = +5 m xC = -3 m
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Posición
Desplazamiento : El cambio de la posición
El desplazamiento entre A y B es
(es decir 2 metros a la derecha)
El desplazamiento entre A y C es
(es decir 6 metros a la izquierda)
El desplazamiento tiene SIGNO
C
Origen
A B
-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6
x [m]
m 2 m 3-m 5
x- xx
ABAB
m 6- m 3-m 3-
x- xx
ACAC
NotaΔ (Delta) se utiliza para denotar cambio en alguna cantidad.
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Trayectoria
Rectilíneo: línea recta (1-D)
Curvilíneo: línea curva (2-D o 3-D)
Unión de los puntos del espacio por donde pasa un móvil puntual.
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Nota:
Trayectorias Iguales
NO IMPLICA
Movimientos Iguales
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Cantidades clave para describir el movimiento:
POSICIÓN
VELOCIDAD
ACELERACIÓN
Serán FUNCIONES DEL TIEMPO
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Pueden variar cuando el tiempo cambia.
(𝑡)
(𝑡)
(𝑡)
Cantidades clave para describir el movimiento:
Ejemplo: Graficar la posición, velocidad y aceleración con respecto al tiempo de una persona viajando en metro desde Baquedano a San Joaquín.
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Cinemática en 1 dimensión:Movimiento Rectilíneo
ESPACIO: línea recta
TIEMPO: 1 reloj
Ingredientes:
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Por ejemplo: un auto se mueve en una calle
ESPACIO medido con regla
Tiempo medido con reloj
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Posición en el tiempo:
TABLA POSICIÓN - TIEMPO
𝒙 (𝒕)
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GRÁFICO POSICIÓN -TIEMPO
Posición en el tiempo:
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Velocidad Promedio:
𝒙 (𝒕)
Velocidad Promedio
Se define como la diferencia en la posición (desplazamiento) dividido por el tiempo que demoró ese cambio.
𝒗=𝚫 𝒙𝚫 𝒕
=𝑥 𝑓 −𝑥 𝑖
𝑡 𝑓 −𝑡 𝑖
TABLA POSICIÓN - TIEMPO
Ejemplos:La velocidad promedio entre los puntos A y B es:
La velocidad promedio entre los puntos A y F es:
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Rapidez Promedio En la vida cotidiana los términos de rapidez y velocidad son
intercambiables. En física hay diferencias entre ellos.
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Considere una maratón (42 km) ¿Cuál es la velocidad promedio de una persona que recorre los 42 km en 2 horas?
La rapidez promedio se define como la distancia recorrida dividido por el tiempo total:
¿Cuál es la rapidez promedio de una persona que recorre los 42 km en 2 horas?
𝒗=0
Rapidez promedio Nota: La rapidez no tiene signo.
¿Qué mide un Velocimetro?
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¿Velocidad o Rapidez?
Velocidad Instantánea
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¿Cuál es la velocidad al inicio del trayecto?
Velocidad Instantánea
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¿Cuál es la velocidad al inicio del trayecto?
Aceleración Promedio
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𝒂=𝚫𝒗𝚫 𝒕
=𝑣 𝑓 −𝑣𝑖𝑡 𝑓 −𝑡 𝑖
La aceleración promedio se define como el cambio de velocidad dividido por el tiempo que demora el cambio:
𝒂=100
𝑘𝑚h𝑟−0
𝑘𝑚h𝑟
10 𝑠−0𝑠
Ejemplo: Un auto acelera de 0 a 100 km/hr en 10 segundos. ¿Cuál es la aceleración promedio?
¿27,7
𝑚𝑠
10 𝑠=2,77
𝑚𝑠2
¿3 6000𝑘𝑚h𝑟 2¿
100𝑘𝑚h𝑟
(10 /3600)h𝑟
Aceleración Instantánea
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Gráficos
Posición vs Tiempo
Velocidad vs Tiempo
Aceleración vs Tiempo
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Mov. con Aceleración Constante
Movimiento rectilíneo con aceleración constante
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Ejemplo: el signo de la aceleración en
• Caso a) es• Caso b) es• Caso c) es
No tiene signo (a=0).Positivo, dado que la velocidad aumenta.Negativo, dado que la velocidad disminuye.
En el caso b) la forma como varía la velocidad en el tiempo es:
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¿Cómo es en el caso a)?
¿Cómo es en el caso c)?
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En el caso b) la forma como varía la posición en el tiempo es:
¿Cómo es en el caso a)?
¿Cómo es en el caso c)?
Resumen Se definieron los conceptos de:
Mecánica, Cinemática y Dinámica. Posición, Distancia, Desplazamiento y Trayectoria.
Cinemática: Movimiento en 1 dimensión: Posición con respecto al tiempo. Velocidad promedio e instantánea
Rapidez: escalar (no tiene signo). Aceleración promedio e instantánea.
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𝒗=𝚫 𝒙𝚫 𝒕
=𝑥 𝑓 −𝑥 𝑖
𝑡 𝑓 −𝑡 𝑖
𝒂=𝚫𝒗𝚫 𝒕
=𝑣 𝑓 −𝑣𝑖𝑡 𝑓 −𝑡 𝑖