¡E U R E K A! Ciencias más allá de la tiza 03 Cinemática. Movimientos rectilíneos y compuestos. He descubierto que todo el malestar de los hombres deriva de una sola cosa: no saber permanecer en reposo en una habitación (Blaise Pascal ). Para empezar a movernos por este tema (cinemática ), convendrá poder explicar qué es el movimiento. Para hablar de movimiento , como para todo en esta vida, hay que tener claro que se necesita un sistema de referencia , algo que nos indique dónde está el origen, dónde echar el ancla, saber cuál es nuestra posición (nuestro lugar en el mundo…): Ya sabemos dónde estamos. Ahora, ¿cómo lo indicamos? La posición de un móvil se representa mediante el vector de posición :
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¡E U R E K A! Ciencias más allá de la tiza
03 Cinemática. Movimientos rectilíneos y compuestos.
He descubierto que todo el malestar de los hombres deriva de una sola cosa: no saber permanecer en reposo en una habitación (Blaise Pascal).
Para empezar a movernos por este tema (cinemática), convendrá poder explicar qué es el movimiento. Para hablar de movimiento, como para todo en esta vida, hay que tener claro que se necesita un sistema de referencia, algo que nos indique dónde está el origen, dónde echar el ancla, saber cuál es nuestra posición (nuestro lugar en el mundo…):
Ya sabemos dónde estamos. Ahora, ¿cómo lo indicamos? La posición de un móvil se representa mediante el vector de posición:
(Para profundizar un poco, ojea esta página sobre composición y descomposición de vectores según los ejes de coordenadas y operaciones con vectores)
Tarea 1. a) Representa la posición de un cuerpo en un sistema de coordenadas unidimensional, sabiendo que inicialmente está en x = -2m, y, al cabo de cierto tiempo, en la posición x = 4 m (¿necesitas inspiración?); b) Representa el vector de posición de un cuerpo que ocupa, sucesivamente, las posiciones (-2, 1), (0,4), (3, 2) y (1, -2). Repasa cómo se hace, y compruébalo con el enlace anterior.
Si queremos conocer la posición de un móvil en cualquier instante, la mejor información la proporciona las gráficas de posición-tiempo. Recuerda que es muy importante observar qué magnitudes figuran en los ejes (y en qué unidades) para interpretar una gráfica.
Tarea 2. a) Pincha en la imagen anterior, y realiza los ejercicios allí propuestos; b) pásate luego por esta página.
Todos los caminos llevan a Roma, pero no todos son iguales. Hay que distinguir entre trayectoria y desplazamiento (¡ay, si en el camino entre Luarca y Vegadeo la trayectoria seguida coincidiese con el desplazamiento! Caleyinas asturianas….)
Tarea 3. a) Describe la diferencia entre desplazamiento y trayectoria con un ejemplo; b)según sea la trayectoria, los movimientos se clasifican en rectilíneos o curvilíneos (circulares, parabólicos etc.). Pon ejemplos de cada tipo; c) Ojea esta animación.
¿Quién llega prímer? Desde bien pequeños, los niños quieren recorrer un espacio en el menor tiempo posible, quieren ser los más rápidos, quieren alcanzar la mayor velocidad. De mayores nos suele gustar más que el cuentakilómetros del coche marque un montón de km/h.
Tarea 4. Hablando de conducir (¡me gusta conducir!), los coches modernos vienen equipados con reguladores de velocidad, que nos permiten circular a la velocidad constante que queramos (por ejemplo, al pasar por el “80″ de la larga recta de Otur). Esto nos ayuda a explicar la diferencia entre velocidad media y velocidad instantánea. a) ¿Cuál es?; b) Visita esta página y haz las actividades interactivas propuestas; c) Atiende a la lección interactiva de Skoool! que explica cómo se mide la velocidad, y haz el test que se incluye.
En las gráficas de velocidad-tiempo, la variable independiente es el tiempo, y la dependiente, la velocidad. Realiza las actividades enlazadas en la imagen:
Como no es lo mismo ir que venir, perseguir que chocar, debemos tener claro que la velocidad es un vector, así que habrá que indicar su módulo (número y unidad), dirección y sentido.
Tarea 5. Usando el nombre de alguna carretera que conozcas, e imaginando que dos personas que viven en pueblos distintos salen a encontrarse en un punto intermedio del camino, describe y dibuja cómo ha de ser la velocidad de cada uno.
Otra vez en la carretera, aceleramos, frenamos, cambiamos constantemente de velocidad. ¡Anda! Ya casi podemos definir la aceleración que, mira por dónde, también es una magnitud vectorial (¿o acaso da igual frenar que acelerar?)
Tarea 6. a) Los movimientos no sólo se pueden clasificar según su trayectoria, sino también según la velocidad que llevan sea o no constante, distinguiéndose entonces entre movimientos uniformes o movimientos variados, o no uniformes. Pon ejemplos de ambos tipos; b) Aprende más sobre la aceleración y practica las actividades sugeridas.
Cuando un movimiento sigue una trayectoria recta con velocidad constante, se le llama (toma orginialidad), movimiento rectilíneo uniforme (MRU, abreviadamente). Sólo debes recordar una ecuación:
s = s0+ v t
(donde s espacio, v velocidad, t tiempo). Estas son sus gráficas de espacio-tiempo y velocidad-tiempo (elige a=o). Pinchando sobre ellas, entenderás cómo se construyen e interpretan:
Tarea 7. Realiza las actividades interactivas del magnífico trabajo del blog Palacorre sobre el MRU; practica después con las gráficas v-t.
El otro tipo de movimiento que debes de conocer es el rectilíneo uniformemente variado (acelerado o decelerado), en el cual la aceleración es constante. Recuerda escribir siempre las dos ecuaciones:
s = s0 + v0t + 1/2 a t2
v = v0 + at
Aquí tienes las gráficas correspondientes, y la animación:
Tarea 8. Pues sí, otra vez nos ayudan desde el blog Palacorre, ahora con el MRUA. Haz las tareas que se indican.
Las componentes intrínsecas de la aceleración suelen traer de cabeza a los estudiantes de física… ¡No es tan complicado! Aceleración tangencial si cambia el módulo de la velocidad, y aceleración normal o centrípeta (¡EXISTE SIEMPRE EN MOVIMIENTOS CURVILÍNEOS!) si cambia la dirección de la velocidad (que se lo digan a Tarzán):
¿Qué llega antes al suelo, si lo tiramos desde lo alto de la torre de Pizza: una bala del cañón, una bala de pistola, un elefante, un pelota de tenis? Simulación del experimento de Galileo, más listo que nosotros, porque ya sabía cómo era esto de la caída libre… Para pensar sobre el aire, el vacío, la gravedad, el rozamiento, la forma de los objetos…
(Pero el rozamiento igual cambia las cosas en la caída libre…)
¿Y si lanzamos hacia arriba una pelota? He aquí el tiro vertical:
Para los que no creen sin haber visto:
Tarea 9. Ahora te toca experimentar con la caída libre (mítica práctica con plano inclinado) (también en educarex), que no es sino un caso particular de MRUA, donde la aceleración es la de la gravedad (g= 9,8 m/s2). En este applet encontrarás todas las gráficas de la caída libre. Es bueno reforzar conceptos haciendo ejercicios, incluso más.
Tarea 10. Habrás oído hablar de la importancia de respetar la distancia de seguridad cuando se circula en carretera (distancia de frenado más la que recorremos durante el tiempo de reacción) ¿Por qué crees que debe mantenerse siempre? ¿Qué es el tiempo de reacción?
Tarea 11. Refuerza lo que has aprendido con estas patatinas. Si puedes con todos los ejercicios resueltos que aquí se enlazan, el diez no se escapará. Consulta las dudas con las animadas explicaciones de esta página venezolana, que continúa con la de nivel avanzado, y echa un vistazo atento a la parte de movimientos rectilíneos de otro buen trabajo.
Tarea 12: Para concluir el tema, visita el interesante el recurso interactivo de Digitaltext, a ver si luego puedes contestar a la mítica paradoja de Aquiles y la tortuga, y el tema de movimiento rectilíneo uniforme en CIDEAD, ambos con ejercicios interactivos. Para el apartado “Vidas de ciencia”, cómo no, Galileo.
¡Feliz viaje!
Extras 1º de Bachillerato Otro tipo de movimientos, los compuestos, no se dan en 4º de ESO, pero si
tienes curiosidad y cuentas encontrarte con la Física y Química de 1º de Bachillerato, te vendrá de perlas echar un vistazo a los siguientes casos, y practicar con ejercicios en applets:
Composición de movimientos rectilíneos perpendiculares
Tiro horizontal (ojea este curioso vídeo, o la animación)
Tiro parabólico
Tiro parabólico, en applet:
Y todos a una:
Para los tiros parabólicos, y la física en general, viene estupendo saber trigonometría.
4 Comentarios a “03 Cinemática. Movimientos rectilíneos y compuestos.”
22102010
miguel (06:01:24) :
muy bueno quisiera saber como puedo saber si tienes facebook o twitter, para que me lo envíes
22102010
Inma (11:43:50) :
Muchas gracias a todos los que me animáis con vuestros amables comentarios; son un estímulo para continuar trabajando en el blog.Y no, no tengo Facebook ni Twiter (ni pienso, por ahora). Eureka se lleva el tiempo.
5112010
Olallaa (18:06:15) :
S.O.S ( URGENTE)Me gustaria que me enviases mas videos, tipo el de tiro parabolico, de otros movimientos. Me ha encantado la explicacion.Mi correo es: [email protected] gracias. Un beso.
23052012
Luis Munarriz Silva (01:21:29) :
Me ha servido de mucho esta paáina para ensenarles a mis alumnos sobre cinemática.Muchas gracias por todo.Me gustaria suscribirme a ustedes para que me envien boletines, como se hace,se los agradecería.
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