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Cita para la reflexión: Todo tiene algo de belleza pero no todos son capaces de verlo (Confucio)




Física

EL ESTUDIO DE LOS MOVIMIENTOS

Los movimientos rectilíneos - 1ª parte

 

 


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Introducción

os movimientos rectilíneos constituyen un tipo particular de movimientos cuyo estudio presenta un especial interés. En primer lugar, son los movimientos más sencillos, de modo que su comprensión permite una generalización posterior a situaciones más complejas. Estos movimientos más complicados pueden ser estudiados como la composición de movimientos rectilíneos elementales. Tal es el caso, por ejemplo, de los movimientos de proyectiles.

La trayectoria parabólica de una piedra que es lanzada desde un acantilado, apuntando en dirección horizontal, resulta de la composición de un movimiento rectilíneo horizontal debido al impulso recibido en el momento de lanzamiento y un movimiento rectilíneo vertical por el efecto aislado de la fuerza peso.

En segundo lugar, una buena parte de las conclusiones que se obtienen al estudiar los movimientos rectilíneos pueden extenderse a los movimientos curvilíneos si se prescinde de lo relativo a los cambios de dirección. Finalmente, estos movimientos, aunque son simples, se ajustan dentro de una buena aproximación a bastantes movimientos que se dan en la naturaleza.

Movimiento rectilíneo y uniforme

El movimiento rectilíneo y uniforme fue definido, por primera vez, por Galileo en los siguientes términos: «Por movimiento igual o uniforme entiendo aquél en el que los espacios recorridos por un móvil en tiempos iguales, tómense como se tomen, resultan iguales entre sí», o dicho de otro modo, es un movimiento de velocidad v constante.


El movimiento rectilíneo uniforme de un cuerpo, se caracteriza porque el espacio recorrido por el móvil es directamente proporcional al tiempo empleado, es decir, la velocidad es constante.

Debido a que en este tipo de movimientos la velocidad no varía con el tiempo, la velocidad instantánea tendrá el mismo valor en cada instante y será igual, por tanto, a la velocidad media vm, es decir:


(1.11
)

Si se considera el instante inicial to = 0 y la posición so del móvil en ese instante como origen, so = 0, se puede escribir la anterior ecuación en la forma:


(1.12)

que es la expresión fundamental de este tipo de movimientos de velocidad constante. Despejando sucesivamente s y t se obtienen las siguientes ecuaciones equivalentes:


(1.13
)


(1.14)

 
Si para to = 0 el móvil dista del origen un espacio so no nulo, de acuerdo con la ecuación (1.11) se tiene entonces:

s = so + v · t
(1.15)

El hecho de que la gráfica s-t sea una recta oblicua indica que existe una proporcionalidad directa entre ambas variables en este tipo de movimientos.


Una gráfica s-t en forma de parábola corresponde a un movimiento uniformemente acelerado, su pendien, que es velocidad, aumenta de un modo uniforme.

La gráfica v-t es una línea horizontal, pero además el área comprendida entre ella y el eje de los tiempos tiene un significado especial. Sea un movimiento uniforme de v = 10 m/s. El área situada bajo la gráfica para los 30 primeros segundos corresponde a la de un rectángulo cuyo valor numérico vendrá dado por:

Base x altura = 30 s x 10 m/s = 300 m

Aun cuando en este caso el área no esté expresada en m2, su valor coincide numéricamente con el espacio total recorrido por el móvil durante esos 30 s:

s = v · t = 30 · 10 = 300 m

A partir del diagrama v-t es posible calcular el espacio recorrido utilizando procedimientos gráficos, es decir, midiendo el área contenida bajo la gráfica. Esta propiedad no es exclusiva de este tipo de movimientos y su aplicación puede ser generalizada a otros, cualquiera que sea la forma de su gráfica v-t.

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