movimiento circular uniforme y uniformemente acelerado

 Estos tipos de movimientos los podemos percibir un ejemplo es al girar una las ruedas de un coche, un triciclo etc.


En estos tipos de movimiento se presenta un cambio angular llamado también arco de giro en la posición del objeto que gira  referido a un circulo. Los cambios angulares se miden en el sistema internacional en radiales. En un giro completo o vuelta se tiene un total de 2 radiales que equivale también a 360°.
En los movimientos circulares se tiene algunas medidas importantes como es la frecuencia  del movimiento representa con la letra  "f". En el sistema internacional la frecuencia  se mide en S-1 al uno, también conocido Hz ( hertz ) pero muchas veces se expresa en revoluciones a los S-1 o en otras como revoluciones  por minuto ( rmp ).
Otro concepto es el periodo, se representa con la letra " T " y se mide  en S ( segundos ). Los dos conceptos  anteriores se relacionan entre si de forma inversa mediante la formula:

                                                                                      T=1/f
En un movimiento circular uniforme, el móvil  recorre arcos iguales en tiempos   iguales, lo que se conoce como velocidad angular que se mide en el sistema internacional en rad/s, representado por la letra C y esta dad por la formula: w= 0f-0i/ t, donde 0i y 0f son las distancia angulares en radiales repecto a un punto de referencia es 0, la formula se puede abreviar w=0/t, en donde 0 es la distancia total o desplazamiento angular medio en radiales .
Se puede también determina la magnitud de la velocidad angular conociendo su frecuencia o su periodo de movimiento con la relación siguiente: w= (2 radiales rad) f. la velocidad angular en el sistema internacional se mide en rad/s.
Al girar un objeto, aunque su velocidad lineal no cambie de magnitudes, si cambia constantemente de dirección debido a que existe una aceleración llamada radial no centrípeta que esta dirida hacia el centro de giro en el mismo plano que la velocidad lineal  y perpendicular a este. La magnitud de esta aceleración esta dada por la formula:
                                                               ac=v2/r


El movimiento rectilíneo uniforme acelerado, también se presenta el movimiento circular uniforme acelerado, solo que en este caso con una aceleración constante llamada aceleración angular, representada con la letra " a " en el sistema internacional se mide en rad/s2, el cual ocasiona que la velocidad angular w cambie.
Las ecuaciones de este tipo de movimiento rectilíneo solo  cambiamos las variables del movimiento lineal por las variables angulares quedando las ecuaciones angulares de la siguiente forma :

wf=wi+at

0f=0i+wit+at2/2

wf2=wi2+2a(0f-0i)

w= wi+wf/2 siendo w la velocidad angular promedio

0f-0i=wt

MOVIMIENTOS EN DOS DIMENCIONES

Es cuando un móvil solo se mueve en un eje de referencia sino que lo realiza en dos, le llamamos movimientos en dos dimenciones este tipo de movimiento se puede presentar de forme rectilíneo, curvilínea o en un desplazamiento variado, tener combinaciones de ambos.
El movimiento en dos dimenciones, por lo general, lo presentamos en un plano horizontal o inclinado.



TIRO PARABÓLICO HORIZONTAL Y OBLICUO

El tiro parabólico también es conocido como movimiento de proyectiles en el que los objetos solo son acelerados por la gravedad.
Entre los movimientos parabólicos se encuentra el horizontal, el cual se presenta cuando un objeto es lanzado con un ángulo de 90° repecto al eje de la  aceleración gravitatoria, o que mide 0° repecto a la horizontal, y el oblicuo, que se presenta cuando el objeto es lanzado con un ángulo de 0°,90° o 80° repecto a la horizontal.
Para poder resolver problemas en los que se presente este tipo de movimiento conviene hacer una separación primero en dos movimientos y después unirlos  conforme al teorema de pitagoras y a las funciones trigonométricas de un triángulo rectángulo, en le que cada cateto representa el movimiento en cada eje, normalmente usado X y Y. Para esto separamos los componentes de la velocidad en cada eje, quedando de la siguiente manera:
En el eje X la velocidad constante  sera Vx0= V cos0 tan, donde en ángulo de 0 tan esta referido al eje X.
En el eje Y la velocidad inicial sera Vyi=Vsen 0 tan, donde el ángulo 0 tan esta referindo al eje X para las dos   componentes .
Las formulas utilizadas para calcular el movimiento horizontal uniforme y el movimiento vertical o de caída libre , son las mismas que utilizan aquí, con la diferencia de que determina la velocidad del objeto en cualquier momento, determinamos  su magnitud con las velocidades que se tenga  en cada eje con el teorema de pitagoras: V= raíz cuadrada de Vx al cuadrado + Vy al cuadrado , indicando  la dirección  y el sentido con los signos de inclinación  de la velocidad resultante con la función trigonométrica de tangente, quedando la formula :

0= arctan[Vy/Vx]



VÍDEO:

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO

 

Este tipo de movimiento se presenta un cambio uniforme de la velocidad del movil es decir, tiene una aceleracion que como cantidad vectorial es positiva cuando la velocidad aumenta la direccion  y sentido del movimiento, o negativa, el objeto disminuye su velocidad. 

En los problemas utilizaremos la formula de la aceleracion constante:

a= Vf-Vi/t sentido

a= aceleracion
Vi= velocidad inicial
Vf= velocidad fnal
t= el tiempo en que se lleva a abo el cambio de la velocidad

Cuando un movil presenta aceleracion constante, se puede calcular la velocidad media ( V ) con un promedio entre la velocidad  inicila y final:


V=Vi+Vf / 2 o con la formula V= Xf-Xi / t para movimientos horizontales. Al cambiar  estas dos ecuaciones de velocidad de manera individual con la ecuacion de aceleracion anterior obtenemos:

Xf=XI+ Vit + at/2

Cuando el objeto parte desde el origen, la formula se puede abreviar en la siguiente ecuacion: d= Vi t + at / 2 en donde d es la distancia recorrida. Cambiando estas ultimas  ecuaciones con la primera aceleracion, se obtiene  la ecuacion Vf = Vi + 2a (Xf-Xi ) o la formula Vf = Vi + 2ad

CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

Este tipo de movimiento es comun cuando los objetos se lanza de forma vertical hacia arriba o abajo y se le llama de caida lebre es cuando los movil se dejan caer y solo afectados por la gravedad para la aceleracion .
Fue Galiloe Galilei quien dedujo que todos los objetos caen con la misma aceleracion hacia el centro de la tierra , si importar su masa en condiciones de vacio.
La aceleracion de la gravedad terrestre esta dirigida haci el centro del planeta, por lo que de forma  vectorial se expresa con un valor negativo en el eje y .
El tiro vertical y la caida libre  son basicamente similares y a diferencia del punto anterior donde analizamos el movimiento horizontal, consideramos en esta unidad que la aceleracion vertical.
Nuestras ecuaciones para resolver problemas de tiro vertical y de caida lebre tiene formulas similares a las  del movimiento  horizontal, solo que cambiamos los eje de referencia de y y consideramos  el valor de la aceliracion constante las formulas siguientes:

-g= Vyf-Vyi/t

Que normalmente conocemos despejada como donde yi y yf son las llamadas  alturas  iniciales  final Vyf= Vyi - gt respecto a las distancias verticales a un punto de referencia.

Yf= Yi + Vyi t - gt/2                                                       Vyf=Vyi-2 g (Yf-Yi)



VIDEO:

SISTEMAS DE REFERENCIA ABSOLITO Y RELATIVO

Un sistema de referencia relativo es el sistema de coordenadas que empleamos para realizar nuestras mediciones sobre un punto determinado que puede estar en movimiento y un sistema  de referencia absoluto es el sistema de coordenadas  que empleamos para realizar nuestras mediciones sobre un punto fijo determinado.
Es cuando un objeto determinamos si cambia de posición repecto a un punto de referencia llamado también origen de coordenadas, que puede ser absoluto si ese punto de referencia no se mueve, o relativo si también se encuentra en movimiento repecto a otros sistemas de referencia.
Los movimientos  se puede presentar en una a mas dimencianes por ejemplo:
se encuentra en una carrera  de 100 m planos, al caminar en una calle recta, cuando se cae verticalmente un objeto.
Cuando se estudia  un objeto que cambia de posición  repeto a un origen  en un tiempo determinado, pero lo hace no solo en una linea recta sino en un plano, no se puede representar en dos  ejes al mismo tiempo



MOVIMIENTO RECTILINIO UNIFORME

Se presenta cuando los objetos que se mueve en un tramo recto determinado alcanza una aceleración  de cero mantiene una velocidad constante  en la que recorren distancias iguales en tiempos iguales. La magnitud de la velocidad es igual a la de su rapidez, muchos movimiento de este tipo se presenta en la vida cotidiana.
El movimiento tiene ciertos cambios  de velocidad que se puede resolver con la velocidad promedio, si la aceleración es cero. En otros movimientos se puede presentar varios tramos, cada uno una velocidad constante que se resuelve  de forma individual.
La formula que utilizaremos en este tipo de problemas es: V=Xf-Xi/Tf-Ti=d/t
donde  V es la magnitud de la velocidad o rapidez media .

Xi |es la posición inicial del móvil repecto a un punto de referencia
Xf es la posición final del móvil repecto a un punto  de referencia
Ti es el tiempo en el cual se tiene la posición inicial
Tf es el tiempo en el cual se tiene la posición final

Cuando el tiempo inicial es cero y la posición inicial  coincide con el origen, nos queda la formula reducida, en la que d es la distancia total  y t el tiempo total transcurrido para recorre esa distancia.

POR EJEMPLO:

Un auto recorrer un distancia de 10 km en 5 minutos. Determina:

a) ¿Cual es la rapidez media en m/s y en km/h?
b) ¿Que distancia recorrerá en un tiempo de media hora a la misma rapidez?
c) ¿Cual  es su aclaración?

SOLUCIÓN

a) DATOS ( haciendo la conversión adecuadas al sistema internacional )

d=10 km [ 1000 m/1 km ] = 10000 m
t= 5 minutos [ 60s/1min ] = 300s

b)FORMULA

V=d/t

c) SUSTITUCION

V= 10000m/300s = 33.3 m/s
V=33.3m/s [3600s/1h] [1km/1000m] = 120km/h

d) DATOS

V=33.3m/s (velocidad constante
t=1/2horas [36000s/1h] = 1800s

FORMULA

V=d/t

DESPEJE

Vt=d

SUSTITUCION

d= (33.3m/s ) (1800s ) = 60000m
d=60000m [ 1km/1000m] = 60km

c)si el recorrido fue en linea recta, su aceleración es de o. ¿ porque se debe hacer esta aclaración?

VIDEO:

MOVIMIENTOS UNA DIMENCION

CONCEPTOS  BÁSICOS

Un concepto básico de la que se presentaba el movimiento en la contigüidad era que: aristoteles  lo dividió en dos tipos: el natural es cuando se cae los objetos y el forsado es cuando empujamos o arrojamos un objeto. Se pensaba que los objetos mas pesados caían mas aprisa que los mas ligeros y fue hasta el siglo XVII que Galileo Galilei demostró con mediciones como es que realmente caen y se mueve los objetos bajo la acción de una fuerza que en sus estudios fue la fuerza de gravedad que hace que los objetos que caigan a la superficie terrestre con la misma aceleración sin importar su masa.
Isaac Newton realizo un estudio mas detallado del movimiento observado además de los efectos, las causas que lo originan en sus tratados principios de la mecánica; dentro de la parte de la mecánica que se conoce como cinemática (es la parte de la física que estudia los diferentes tipos de movimientos de un móvil ).

             

El movimiento de los objetos, los consideramos como partículas, es decir, como un cuerpo de dimanación muy pequeña en la que se concentra toda su masa.
Según su trayectoria(es la cueva descrita por el movimiento de un móvil ) que siga un objeto al moverse, se tiene movimiento rectilíneo en linea recta y curvineos en un arco de curva.

Distancia es la logitud del camino recorrido por un objeto y que puede cambiar de dirección y/o sentido.La distancia puede ser medida  en centímetros  (cm), metros (m) y  kilómetros (km).
El desplazamiento es el camino de posición presentando por un vector que se tarasa desde el punto de inicio hasta el punto final. El desplazamiento se expresa en las mismas unidades que la distancia pero, además, debe anotarse su dirección y sentido.

POR EJEMPLO:

Si vas  de tu casa a la tienda y esta se encuentra a 30 m, sobre tu misma  acera en la linea recta, ambos tendrá  una magnitud  de 30 m, pero al regresar  a ti casa tu distancia total recorrida es 60 m y el desplazamiento es de 0 m.



La rapidez es la cantidad escalar y esta dada por la trayectoria recorrida  en un tiempo determinado:
rapidez = distancia / tiempo.
La rapidez media  es la distancia total recorrida por el objeto, entre total empleando para recorrerla: rapidez media = distancia total recorrida / tiempo total empleado.
Cuando el objeto se desplaza en un solo sentido  y en linea recta las magnitudes de la rapidez y la velocidad son iguales,  de forma similar a la distancia  y el desplazamiento.

La velocidad es una cantidad vectorial dada por el desplazamiento de un cuerpo de tiempo:
velocidad = desplazamiento / tiempo, la formula  para obtener la magnitud de la velocidad  la presentamos  como v = d / t .
Además  de conocer la magnitudes de la velocidad , debemos indicar la  dirección y el sentido de su movimiento no basta con señalar que un camión viaja a una  velocidad de 30 km/h, sino también indicar a donde se dirige hacia el norte, hacia bajo en una calle o subiendo.

La velocidad media  es el desplazamiento total de un objeto  dividido por el tiempo empleado:
velocidad media = desplazamiento total de todos los intervalos  de tiempo / tiempo total , las unidades tanto de rapidez como de velocidad son las misma y se pueden expresar  en cm/s, km/h y en el sistema  internacional en m/s.
Cuando un objeto  cambia  de velocidad, experimenta  una aceleración que puede ser positiva ( aumenta la velocidad  en el sentido  del movimiento original ) o negativa ( disminuye la velocidad en el sentido  del movimiento original ).

La aceleración es el cambio de la velocidad por unidad de tiempo  representada por le formula:
aceleración = cambio de velocidad / intervalo de tiempo.
La formula se representa por a = v / t donde t es el intervalo o cambio de tiempo  y v =, Vf -Vi  el cambio de velocidad, siendo Vf la velocidad final y Vi, la velocidad inicial, por lo que es mas  común representar la formula como: a = Vf -Vi / t .  L a aceleración se mide  en el sistema  internacional en m/s .

VIDEO: