MOVIMIENTOS Y FUERZAS

 1. EL MOVIMIENTO

2. LA VELOCIDAD

3. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (MRU)

El movimiento rectilíneo uniforme (m.r.u.), es aquel con VELOCIDAD constante y cuya TRAYECTORIA es una línea recta. Un ejemplo claro son las puertas correderas de un ascensor, generalmente se abren y cierran en línea recta y siempre a la misma velocidad.

Observa que cuando afirmamos que la velocidad es constante estamos afirmando que no cambia ni su valor (también conocido como módulo, rapidez o celeridad) ni la dirección del movimiento.

Un movimiento rectilíneo uniforme (m.r.u.) es aquel que tiene su velocidad constante y su trayectoria es una línea recta. Esto implica que:

• El ESPACIO RECORRIDO es igual que el DESPLAZAMIENTO.
• En tiempos iguales se recorren distancias iguales.
• La RAPIDEZ O CELERIDAD es siempre constante y coincide con el MÓDULO de la velocidad.

Ecuaciones y Gráficas del M.R.U.

Velocidad

En los m.r.u. la velocidad del cuerpo es constante y por tanto igual a la velocidad inicial. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s).

v=v0=cte

donde:

• v es la velocidad.
• v0 es la velocidad inicial.

Posición

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m) y se obtiene por medio de la siguiente expresión:

x=x0+v⋅t

donde:

• x0 es la posición inicial.
• v es la velocidad que tiene el cuerpo a lo largo del movimiento.
• t es el intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo.

Observa lo que t representa en la ecuación de posición: El intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo. Dicho intervalo a veces es representado por t y otras por ∆t. En cualquiera de los casos,  t=∆t = tf - ti siendo tf y ti los instantes de tiempo inicial y final respectivamente del movimiento que estamos estudiando. 

La inclinación de la recta de la gráfica depende de la velocidad. A mayor pendiente, mayor velocidad. Por otro lado, recuerda puedes deducir esta de la gráfica de la fila superior teniendo en cuenta que la distancia recorrida coincide con el área encerrada entre el eje x y la linea que representa la velocidad en el intervalo de tiempo considerado (que en nuestro caso hemos llamado t). ¿Sabrías hacerlo?

Aceleración

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado (m/s2). Su valor a lo largo del movimiento siempre es cero.

En aquellos casos en los que la posición inicial es cero ( x0 = 0 ), la distancia recorrida y la posición coinciden, y su valor es:

s=v⋅t

Por último, cuando tengas que usar las ecuaciones anteriores recuerda el siguiente convenio de signos:

• La posición del cuerpo se considera de igual signo que el semieje (semieje positivo o semieje negativo) en el que se encuentre.
• La velocidad se considera de igual signo que el sentido del eje (sentido positivo o sentido negativo) en el que se desplace.

FISICALAB

MOVIMIENTO RECTILÍNEO  

4. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA)

Encontrar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en tu día a día es bastante común. Por ejemplo, si dejas caer una moneda al suelo (caída libre), esta realizará un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.). En este apartado vamos a estudiar las ecuaciones y las gráficas que definen a este movimiento.

Un cuerpo realiza un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) cuando su TRAYECTORIA es una línea recta y su ACELERACIÓN es constante. Esto implica que la VELOCIDAD aumenta o disminuye su MÓDULO de manera uniforme.

A la aceleración responsable de que cambie el módulo de la velocidad (también llamado celeridad o RAPIDEZ), se le denomina aceleración tangencial.

Ecuaciones y Gráficas del M.R.U.A.

Velocidad

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s). Cambia de manera uniforme y se obtiene por medio de la siguiente expresión:

v=v0+a⋅t

donde:

• v0 es la velocidad inicial.
• a es la aceleración que tiene el cuerpo.
• t es el intervalo de tiempo en el que se estudia el movimiento.

 A mayor pendiente, mayor es la aceleración del cuerpo.

Posición

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m) y se calcula mediante la siguiente expresión:

x=x0+v0t+12at2

donde:

• x0 es las posición inicial.
• v0 es la velocidad inicial.
• a es la aceleración.
• t es el intervalo de tiempo en el que se estudia el movimiento.

 

Gráficamente se trata de una PARÁBOLA donde x0 representa la posición inicial del cuerpo y a la aceleración del mismo.

Aceleración

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado (m/s2). Su valor permanece constante y distinto de 0.

a=cte

Cuando:

• a>0, la velocidad aumenta su valor y se dice que el cuerpo está acelerando.
• a<0, la velocidad disminuye su valor y se dice que el cuerpo está frenando.

Observa lo que t representa en las ecuaciones anteriores: El intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo. 

y=y0+v0t+12at2

5. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL MRUA

Vamos a analizar las propiedades del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado mediante su representación gráfica.

 

La ecuación fundamental del MRUA es:   

MOVIMIENTO RECTILÍNEO  

concepto matemático:

CONCEPTO FÍSICO:

6. LAS LEYES DE NEWTON

1ª Ley de Newton: Todo cuerpo  mantiene su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme si sobre él no actúa ninguna fuerza.

2ª Ley de Newton: La aceleración con la que un cuerpo cambia su velocidad es proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él. Esto se cumple la ecuación: F = m*a

3ª Ley de Newton: PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN: Si un cuerpo A ejerce una fuerza determinada sobre otro cuerpo B, este realiza la misma fuerza sobre A, pero en sentido contrario.

7. LAS LEYES DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

✅LEY de GRAVITACIÓN UNIVERSAL | BIEN EXPLICADO 💯| FÍSICA

EJEMPLOS:

FUERZA CENTRÍPETA Y FUERZA CENTRÍFUGA

Para comenzar con este concepto, hay que definir el concepto de MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MC) Y MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE ACELERADO (MCUA)

8. FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UN CUERPO 

EL PESO

El peso es la atracción gravitatoria que sufre todo cuerpo situado cerca de la Tierra. Cuando dicho cuerpo se encuentra sobre su superficie  (o muy cerca de ella), la distancia entre entre el cuerpo y el centro de la Tierra es, exactamente, el radio de esta.

✅LEY de GRAVITACIÓN UNIVERSAL | BIEN EXPLICADO 💯| FÍSICA

LA NORMAL

Según el principio de acción y reacción, si un cuerpo se apoya sobre una superficie, recibe de está superficie la misma fuerza que esté realizando sobre ella. Estas fuerza se denomina normal y se simboliza con la letra N. Si no existen más fuerzas, la normal es igual al peso.

FUERZA DE ROZAMIENTO

Cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie, la fricción entre esta y el cuerpo provoca una fuerza que se opone al movimiento, denominada fuerza de rozamiento.

FUERZA ELÁSTICA

Es la fuerza que realizan los muelles. Esta fuerza crece a medida que desplazamos el muelle de su posición estática, ya sea estirándolo o contrayéndolo, siempre en dirección contraria a este desplazamiento.

Su valor viene dado por la Ley de hooke: F = K *x

TENSIÓN

Siempre que un cuerpo esté atado a una cuerda , esta ejerce sobre él una fuerza que denominamos tensión.

EJERCICIOS TIPO. (CAE EN EXAMEN)

POLEA CON TRES MASAS

POLEA CON UN PLANO INCLINADO:

POLEA CON DOS PLANOS INCLINADOS:

PLANO INCLINADO CON MUELLE: