El movimiento: conceptos básicos

1. Conceptos básicos

Se dice que un cuerpo está en movimiento cuando cambia de lugar, y decimos que está en reposo cuando permanece en un punto determinado a medida que pasa el tiempo.

Todo movimiento es relativo, ya que el que un cuerpo, esté o no en movimiento, depende del observador, es decir, del punto que se tome como referencia para su estudio.

Un sistema de referencia habitual es el sistema de ejes cartesianos.

Un "móvil" (objeto en movimiento) que se mueva en el plano OXY tendrá distintas posiciones respecto al origen de coordenadas (0,0). El móvil pasa por diferentes puntos, cada uno de los cuales viene definido por un par de coordenadas (x,y) a las que denominamos posiciones relativas respecto al origen de coordenadas.

Veamos cuales son los factores y elementos principales que intervienen en el movimiento de un objeto (móvil):

1.1 La trayectoria es el conjunto de las sucesivas posiciones por las que ha pasado el móvil. Es el camino que dibuja el móvil.

La forma de la trayectoria puede ser variada, dependiendo del recorrido del móvil. Básicamente se pueden distinguir dos tipos de trayectorias:

  • Rectilínea: si la trayectoria seguida es una recta.
  • Curvilínea: si la trayectoria es una curva.

movimiento

 

1.2 La posición de un objeto (s) que se mueve es la distancia desde el punto que se toma como referencia hasta el punto donde se encuentra el móvil.

Siendo:

si: La posición inicial.

sf: La posición final.

 

1.3 El desplazamiento viene dado por la variación en la posición final e inicial.

Δs= si - sf

 

1.4 El espacio recorrido (e) es la longitud de la trayectoria comprendida entre la posición inicial y la posición final.

Si la trayectoria es una recta y el móvil no cambia el sentido de movimiento, el espacio recorrido y el desplazamiento coinciden.

Δs = e

 

1.5 La velocidad es una magnitud vectorial, esto implica que para poder definirla no basta con saber su valor numérico (módulo), sino que además tiene que estar definido por cuatro características, que son:

  • Dirección: es la recta en la que está situado el vector.
  • Sentido: es el que señala la flecha. Cada dirección tiene dos sentidos.
  • Módulo: es el valor numérico de la magnitud que representa.
  • Punto de aplicación: es el punto donde se sitúa el vector. El vector velocidad está situado en el móvil.

El vector velocidad es un vector tangente a la trayectoria en el sentido del movimiento con su punto de aplicación en el móvil. Su módulo es el espacio recorrido en la unidad de tiempo.

vector

 

1.6 La velocidad instantánea (v) es la velocidad que posee un móvil en un momento dado en un punto de su trayectoria.

La velocidad instantánea es la que marca el velocímetro de un coche en cada momento.

 

1.7 La velocidad media (vm) de un móvil se calcula dividiendo el espacio recorrido entre el tiempo empleado en recorrerlo:

V subíndice m igual fracción numerador s subíndice f menos s subíndice i entre denominador t fin fracción igual fracción e entre t

----0----

Ejercicio:

Un automóvil recorre una distancia de 300 m en 15 s. Calcular su velocidad media en m/s y en km/h.

Solución:

V subíndice m igual fracción numerador incremento s entre denominador t fin fracción igual fracción numerador 300 m entre denominador 15 s fin fracción igual 20 espacio inclinada fracción m entre s

Expresado en Km/h será:

V subíndice m igual 20 fracción m entre s por fracción numerador 1 k m entre denominador 1000 m fin fracción por fracción numerador 3600 s entre denominador 1 h fin fracción igual 72 inclinada fracción numerador k m entre denominador h fin fracción

----0----

Ejercicio:

Un avión vuela con una velocidad media de 900 km/h. Calcular qué distancia recorre cada minuto.

Solución:

Expresamos primero la velocidad media en el S.I.

V subíndice m igual 90 por fracción numerador k m entre denominador h fin fracción por fracción numerador 1000 m entre denominador 1 k m fin fracción por fracción numerador 1 h entre denominador 3600 s fin fracción igual 25 inclinada fracción m entre s

Si despejamos la distancia de la definición de velocidad media tendremos:

V subíndice m igual fracción numerador incremento s entre denominador t fin fracción espacio flecha doble derecha incremento s igual V subíndice m por t igual 25 inclinada fracción m entre s por 60 s igual 1500 m

 

 

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