Curso: Física Mecánica Laboratorios virtuales

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3 Curso: Física Mecánica Laboratorios virtuales Macrocompetencia: Modelar matemáticamente procesos a partir de la representación de los fenómenos naturales para resolver problemas relacionados con materiales, estructuras, maquinas, dispositivos y sistemas que en forma segura logren el objetivo esperado. Competencia: Representar fenómenos naturales y procesos para analizar, pronosticar y concluir su comportamiento utilizando modelos matemáticos. Indicadores de competencia: Identifica la importancia de los modelos matemáticos en el quehacer de un ingeniero. Realiza la lectura del documento y aplica lo aprendido para dar solución a las actividades propuestas para afianzar conocimientos. Maneja adecuadamente las herramientas tecnológicas y utiliza el internet como medio educativo simuladores. Valora la importancia de la tecnología en su formación como profesional de la ingeniería.

4 Título del documento: Movimiento Rectilíneo Uniforme M.R.U. Teórica, ecuaciones, gráficas y aplicaciones. Año: 2016 Ciudad: Neiva Institución: Universidad Cooperativa de Colombia Profesor: M.Sc. JAIME MALQUI CABRERA MEDINA. Foto1. Movimiento del agua al paso de una lancha Foto2: Movimiento en carrera atletica

5 Si hay un ejemplo de fenómeno físico que ha merecido la atención del ser humano desde la antigüedad hasta nuestros días, es el del movimiento. La forma de orientarse más antigua conocida es a través de la posición que van adoptando las estrellas en la cúpula celeste a lo largo del año y de la zona donde se observa. La trayectoria de las partículas fundamentales en reacciones nucleares es un tema de gran actualidad, permite retrotraernos a los orígenes del universo. Foto 3. Movimiento de partículas a lo largo de una carretera recta Las situaciones que se abordan en este tema representan una pequeña parte de la realidad y en muchos casos simplificada, Galileo así lo entendió y con ello ofreció un modo de actuar asumido por la Ciencia como forma de trabajo en el quehacer científico, el método científico. Su aplicación permitió a Isaac Newton deducir las Leyes de la Dinámica y la Ley de Gravitación Universal que gobiernan la mayoría de los movimientos cotidianos y celestes respectivamente. Más tarde, estos conocimientos inspiraron a los químicos en las teorías atómicas las cuales ofrecen una explicación de la estructura intima de la materia. Todo ello será abordado a lo largo del curso, pero, volvamos al principio y tratemos de describir los movimiento rectilíneos.

6 Que entiende por movimiento, de ejemplos. Describe el movimiento del medio de transporte en el cual viaja todos los días. Construye una lista de eventos donde los cuerpos se mueven con velocidad constante. Foto 4. Movimiento relativo lancha y lago

7 VIDEO PARA OBSERVAR Link: Canal: Cinematik3D Título del video: Cinemática 3D: Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U)

8 Cuando un cuerpo se mueve de tal modo que su velocidad permanece constante o invariante en el tiempo, se dice que describe un movimiento rectilíneo uniforme, que se abrevia M.R.U. esto significa que el cuerpo recorre espacios iguales en intervalos de tiempo iguales (rapidez constante) y sigue una trayectoria recta (sin variar su sentido ni dirección) Cómo será la aceleración en este tipo de movimiento? Figura 1. Movimiento de un auto a lo largo de una trayectoria recta. El auto recorre distancias iguales de 8 m en tiempos iguales de un segundo. Por lo que podemos afirmar que, en dicho tramo, el auto tiene una velocidad constante de 8 m/s. Cuál es la aceleración en dicho tramo? Es el tipo de movimiento en el que un cuerpo recorre distancia iguales en tiempos iguales y por lo tanto la velocidad del cuerpo es CONSTANTE. Conceptos Importantes. Espacio(x): Es la longitud de la trayectoria del movimiento de una partícula (x), se mide en m, cm o ft.

9 Tiempo de recorrido (t): Es la cantidad de tiempo que se gasta la partícula para recorrer su trayectoria, desde el punto de partida al de llegada, se mide en s. La velocidad es el espacio que se ha avanzado en el tiempo de recorrido. Su fórmula es: Velocidad = espacio / tiempo v = x t La velocidad es una magnitud vectorial, porque para quedar bien definida, debe de indicársele su magnitud, dirección y sentido hacia donde se dirige la partícula, se expresa en m/s, cm/s, ft/s. La rapidez promedio de una partícula, una cantidad escalar, se define como el cociente entre la distancia total recorrida y el tiempo total que lleva viajar esa distancia: La unidad del SI de la rapidez promedio es igual que la unidad de la velocidad promedio: metros por segundo. Sin embargo, a diferencia de la velocidad promedio, la rapidez del promedio no tiene dirección y, por consiguiente, no lleva signo algebraico. Velocidad media o promedio (V): La velocidad promedio de una partícula de x se define como el desplazamiento de la partícula, dividido entre el intervalo de tiempo, durante el cual ocurre el desplazamiento:

10 Velocidad promedio Donde el subíndice x indica movimiento a lo largo de eje x. a partir de esta definición se ve que la velocidad promedio tiene dimensiones de longitud divididas por tiempo (L/T), metros por segundo en unidades de SI. Ejemplo: un vehículo al correr una montaña rusa desde el punto A hasta el punto B tiene partes en la que va más rápido o más despacio hasta completar su recorrido total d en un tiempo determinado t. La velocidad promedio V del vehículo seria la misma distancia d a igual que el tiempo t pero en una vía recta, la cual le permite viajar con una velocidad constante. Figura 2. Movimiento de un cuerpo a través de una montaña rusa

11 Diferencia entre velocidad y rapidez Los conceptos de velocidad y rapidez son muy semejantes y usualmente se lo emplea como términos sinónimos. Sin embargo, en forma estricta difieren en que: La velocidad es una magnitud vectorial, ya que debe de especificársele una dirección y un sentido. La rapidez es solo el valor propio de la velocidad (su módulo o magnitud), sin considerar su dirección y sentido, es decir, es un escalar. De este modo, dependiendo de caso y de los datos conocidos en un ejercicio, se mención a la rapidez cuando no es importante considerar la dirección y el sentido a donde se dirige la partícula. Nota: Debido al carácter vectorial de la velocidad, está también se le acostumbra expresar como fórmula v = Δx / Δt, debido a que está dada en términos del cambio de la variable (Δ). Sin embargo, para efectos prácticos, la rapidez se la expresa como v = x / t. aunque estas dos fórmulas son equivalentes en su cantidad, la primera se especifica como un vector y la segunda como una escalada, dándose sentido a la diferencia entre los conceptos de velocidad y rapidez. Si se despeja de la formula v = x / t, el espacio (x) se obtiene: x = v.t, es decir, el espacio recorrido es directamente proporcional al tiempo (con velocidad constante), lo cual representa una gráfica de una recta lineal en plano cartesiano con las magnitudes de espacio vs tiempo. El movimiento de una partícula puede ser registrado y analizado con mayor comprensión por medio de una gráfica que ilustre el comportamiento de las magnitudes que intervienen. Para ello, los valores de los registros son indicados en un plano cartesiano, en el cual dos magnitudes distintas se indican en cada uno de los ejes x y y. Cuando una de esas magnitudes es el tiempo, se la indica siempre en el eje horizonte positivo y la otra magnitud restante en el eje vertical.

12 Graficas del Movimiento Rectilíneo Uniformemente (MRU): Espacio vs tiempo, velocidad vs tiempo y aceleración vs tiempo. Figura 3. Graficas de posición, velocidad y aceleración contra tiempo para un cuerpo que posee movimiento rectilíneo uniforma M.R.U. Descripción: La partícula avanza una distancia constante a medida que pasa el tiempo, ya que esta posee una velocidad uniforme. La grafica siempre es una recta lineal con inclinación. La pendiente de la recta representa la velocidad de la partícula; la gráfica de velocidad contra tiempo es una función constante, el área bajo la curva representa la distancia x recorrida por el cuerpo en un tiempo t; la gráfica de aceleración contra tiempo es una recta sobre el eje tiempo, lo cual muestra que la aceleración siempre es cero. Ver gráficas.

13 CLICK DE APRENDIZAJE Un cuerpo posee movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) cuando se mueve a lo largo de una línea recta a velocidad constante. La ecuación que permite resolver problemas de cuerpos que se mueven a velocidad constante es: x = v. t + x 0 Las gráficas de posición, velocidad y aceleración contra tiempo, se muestran a continuación.

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15 Estática, cinemática, impulso, sonido... todos los contenidos expuestos en un lenguaje sencillo, en esta página que se define como para colaborar con estudiantes y docentes de todo nivel. Es un curso Interactivo de Física en Internet con materiales curriculares en soporte electrónico: nuevas maneras de explicar conceptos. Sitio dedicado a la enseñanza de la física y química. Apuntes, videos, enlaces y blogs sobre el tema. Y recomendaciones de libros. Página dedicada a mostrar videos de ciencias multimedia. Es un Laboratorio Virtual de Física (Física Laboratorio por internet) pensado especialmente para profesores y alumnos de Física de bachillerato. A pesar de eso puede ser de gran utilidad también para la etapa educativa de ESO y también en el primer curso de los estudios universitarios científicos y tecnológicos. Fismec es la Página Web del Curso de Física Mecánica, desarrollada para apoyar procesos educativos sin ánimo de lucro. Si te quedan ganas después de haber visitado esta selección, aquí tienes un sitio que reúne enlaces a más sitios sobre física.

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