unidad 21 cinemática

13/04/2023 PROYECTO EDUCATIVO VIRTUAL "FISICAR". 1

CLASES VIRTUALES DE FÍSICA.TEMA: CINEMÁTICA.

DOCENTE: CARLOS ARTURO RICO GONZÁLEZ.

PALMIRA VALLE DEL CAUCA.


Toda la información utilizada en ésta presentación fue obtenida de las fuentes Bibliográficas abajo referenciadas, acompañada de algunas modificaciones personales, con el fin de adaptarlas al contexto en el cual se sitúa la Institución Educativa:

DERECHOS DE AUTOR.

Esta presentación es de uso privado del docente, sin ánimo de lucro y publicada en el Sitio Web privado diseñado en Google Site llamado: “FISICARG”, empleado para la enseñanza de la Física en los grados 10 y 11 de la I.E. Alfonso López Pumarejo de la ciudad de Palmira. Asegurando que los estudiantes No puedan Copiar Ni reproducir dicha presentación, con el ánimo de respetar los derechos de autor.

1. VILLEGAS Mauricio y RAMIREZ Ricardo. Investiguemos 10. 3 ed. Bogotá D.C.: Voluntad, 1989. 220 p.

2. VALERO Michel. Física Fundamental 1. 3 ed. Bogotá D.C.: Norma, 1996. 288 p.


MECÁNICA.

(La palabra mecánica viene del Griego Μηχανική y del latín mechanìca). Es la rama de la física que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.

Información consultada de:

VILLEGAS Mauricio y RAMIREZ Ricardo. Investiguemos 10. 3 ed. Bogotá D.C.: Voluntad, 1989. p. 34.


RAMAS DE LA MECÁNICA.

CINEMÁTICA: Se limita al estudio y descripción del movimiento.

DINÁMICA: Analiza la causa que produce el movimiento de un cuerpo y estudia sus propiedades.


VILLEGAS. Op. cit., p. 34.


1. CINEMÁTICA DEL MOVIMIENTO RECTILINEO.

Un cuerpo se encuentra en movimiento con relación a un punto fijo, llamado sistema de referencia, si a medida que transcurre el tiempo, la posición relativa respecto a éste punto varia.




POSICIÓN DE UN CUERPO.La posición de un cuerpo sobre una línea recta, en el cual se ha escogido “el cero” como punto de referencia, está determinada por la coordenada X del punto donde se encuentra.




DESPLAZAMIENTO (Vector).Cuando un cuerpo cambia de posición se produce un desplazamiento. El vector desplazamiento describe el cambio de posición del cuerpo que se mueve de a . Desplazamiento= posición Final – posición Inicial

El símbolo es la letra Griega “delta” y se utiliza para expresar la Variación.




EJEMPLO ¿Cuál es el desplazamiento de un cuerpo que

cambia de la posición X1 = -3m a X2 = 4m?




TRAYECTORIALa trayectoria de un cuerpo es el conjunto de puntos del espacio que ocupa a través del tiempo.




ESPACIO TOTAL RECORRIDO.El espacio total recorrido se calcula sumando los valores absolutos de los desplazamiento en cada intervalo.




RAPIDEZ MEDIA.Es una magnitud escalar, la cual se calcula hallando la relación entre el espacio total recorrido por el móvil y el tiempo total empleado durante la trayectoria.




VELOCIDAD MEDIA.Es una magnitud vectorial, cuyo módulo se calcula hallando la relación entre el desplazamiento total del móvil y la variación del tiempo.La dirección de la Velocidad es la misma que la dirección del desplazamiento.




MOVIMIENTO UNIFORME (M.U.R.)

Es el movimiento más sencillo que existe en la naturaleza y ocurre cuando un cuerpo se desplaza en un determinado tiempo, sin variar la velocidad.La ecuación de velocidad media se utiliza para modelar éste movimiento Uniforme.




REPRESENTACIÓN GRÁFICA .DEL M.U.R.




Dos trenes parten de una misma estación, uno a 50 Km/h y el otro a 72 Km/h. ¿A qué distancia se encontraran uno del otro al cabo de 120 minutos?.

a) Si marchan en el mismo sentido.b) Si marchan en sentidos contrarios.

EJEMPLO 1




SOLUCIÓN.TREN BTREN A


Dos trenes parten de dos ciudades A y B distantes entre sí 500 Km, con velocidades de 90 Km/h y 60 Km/h respectivamente, pero el de B sale una hora antes. ¿Cuándo se encontrarán y que distancia?.

a) Si viajan el uno hacia el otro.b) Si viajan en el sentido de A hacia B.

EJEMPLO 2




SOLUCIÓN.TREN BTREN A


• Siempre que ocurre una variación en la velocidad se dice que el móvil presenta aceleración.

• La aceleración media se define como la variación de la velocidad en la unidad de tiempo.

ACELERACIÓN MEDIA.




Un cuerpo que viajaba con velocidad de 15m/s, la aumento hasta 25m/s en 10s. ¿Cuál es su aceleración?.

EJEMPLO




MOVIMIENTO UNIFORMENTE ACELERADO. (M.U.A.)

El M.U.A. ocurre cuando un cuerpo se mueve en un determinado tiempo, variando su velocidad.

El M.U.A. es aquel movimiento en el cual la aceleración es constante.

El M.U.A. se modela a partir de la ecuación de aceleración media.




REPRESENTACIÓN GRÁFICA .DEL M.U.A. Información consultada de:



Consideremos el M.U.A. de un cuerpo que inicialmente posee una velocidad (Vo) y se mueve durante cierto tiempo (t) con aceleración constante (a) hasta adquirir la velocidad final (V), y cuya gráficas se observan a continuación:

ECUACIONES DEL M.U.A.




Las ecuaciones del M.U.A. se obtienen al analizar los gráficos anteriores, teniendo en cuenta que la pendiente corresponde a la aceleración y el área bajo la curva al espacio recorrido.

ECUACIÓN 1.

De acuerdo con la definición de la aceleración:

(1)




ECUACIÓN 2.

De acuerdo al trapecio que se obtiene en la gráfica V contra t, se puede hallar el espacio recorrido, calculando el área bajo la curva:

(2)




ECUACIÓN 3.

Si se descompone la figura en un rectángulo y un triángulo, el área del trapecio es igual, al área del rectángulo más el área del triangulo:

(3)




REPRESENTACIÓN GRÁFICA .DE X CONTRA t.




ECUACIÓN 4.

Al despejar en la ecuación (1) el tiempo y sustituirlo en la ecuación (2) obtenemos:

(4)




¿Qué velocidad inicial debería tener un automóvil cuya aceleración es de , si debe alcanzar una velocidad de 108 Km/h a los 5s de su partida?

EJEMPLO 1




Un automóvil que se desplaza a 54 Km/h, debe parar en 1s después de que el conductor frena.

a) ¿Cuál es el valor de la aceleración que suponemos constante, que los frenos deben imprimir al vehículo?

b) ¿Cuál es la distancia que recorre el vehículo en ésta frenada?

EJEMPLO 2




SOLUCIÓN.A) B)


CAIDA LIBRELa caída libre de un cuerpo es un movimiento uniformente acelerado, que ocurre cuando el cuerpo cae libremente desde una altura en forma vertical, sometido por una aceleración denominada gravedad, equivalente a




Es un movimiento que se presenta cuando un cuerpo está sometido a más de un movimiento (X,Y).

“Cuando sobre un cuerpo actúa más de un movimiento, cada uno actúa como si los demás no existieran”

GALILEO GALILEI

2. MOVIMIENTO EN EL PLANO




MOVIMIENTO SEMIPARABÓLICOUn cuerpo adquiere un movimiento semiparabólico cuando se lanza horizontalmente desde cierta altura cerca de la superficie de la Tierra. Información consultada de:



EJEMPLO




MOVIMIENTO PARABÓLICOUn cuerpo posee movimiento parabólico cuando se lanza cerca de la superficie terrestre formando cierto ángulo con la horizontal.




ECUACIONES DEL MOVIMIENTO DE PROYECTILES.

Componentes de la Velocidad

M.U.R. (X) M.U.A (Y)




EJEMPLO




MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (M.C.U.)

El M.C.U. es el movimiento de un cuerpo cuando describe una circunferencia con rapidez constante, en donde la velocidad cambia continuamente de dirección.




CONCEPTOS Y ECUACIONES DEL (M.C.U.)




Aceleración centrípeta: Aparece en el M.C.U. debido a la variación en la dirección de la Velocidad Tangencial, y equivale a:




EJEMPLOS




= 9 Hz



PROYECTO EDUCATIVO VIRTUAL "FISICAR".

BIBLIOGRAFÍA.

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• JOSIP SLISKO. Física 1: El encanto de pensar. México: Pearson Educación, 2002. 259 p.

• VALERO Michel. Física Fundamental 1. 3 ed. Bogotá D.C.: Norma, 1996. 288 p.

• VILLEGAS Mauricio y RAMIREZ Ricardo. Investiguemos 10. 3 ed. Bogotá D.C.: Voluntad, 1989. 220 p.

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FIN DE LA UNIDAD

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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