Este documento define conceptos clave de la cinemática como distancia, rapidez, desplazamiento y velocidad. Explica que la distancia y rapidez son cantidades escalares que solo tienen magnitud, mientras que el desplazamiento y velocidad son cantidades vectoriales que tienen magnitud y dirección. También analiza la diferencia entre velocidad media y velocidad instantánea y provee ejemplos para ilustrar los conceptos.
2. INTRODUCCIÓN
El animal terrestre más rápido es el guepardo:
113 km/h
Si estás sentado en una silla, ¿estás quieto?
La rama de la Física que estudia el
movimiento se llama: Mecánica
3.
4. • Definir la distancia y calcular la rapidez
• Explicar qué es una cantidad escalar
DISTANCIA Y RAPIDEZ:
Cantidades Escalares
5. DISTANCIA
El movimiento implica un cambio de posición.
Distancia es la longitud total del trayecto
recorrido al moverse de un lugar a otro.
La distancia es una cantidad (magnitud)
escalar; pues solo tiene tamaño (medida:
módulo y unidades). Ejm: 12 km o 45 mi.
Depende del camino seguido.
6. RAPIDEZ
Cuando algo se mueve su posición cambia
con el tiempo.
La rapidez es la relación entre la longitud y el
tiempo (cantidad escalar).
La rapidez media:
7. Observaciones:
Un símbolo con una raya encima suele
denotar un promedio.
La letra griega delta (Δ) se usa para expresar
un cambio o una diferencia en una cantidad
(magnitud).
La unidad estándar en el SI es el m/s y en el
sistema inglés es ft/s. También se usa Km/h o
mi/h.
A menudo el tiempo inicial (t1) que se toma es
cero. De ese modo la rapidez media: s=d/t
8. Analiza:
Supongamos que las lecturas de un odómetro al
inicio y fin de un viaje, que duró 4h, fueron:
17455 km y 17775 km.
La resta de las lecturas indica la distancia total
recorrida: d=320 km.
La rapidez media del viaje sería: d/t = 320 km/4
h; es decir, 80 km/h
¿Esto quiere decir que el móvil viajó a 80 km/h
todo el tiempo?
9. Rapidez instantánea:
Es una cantidad que indica qué tan rápido se
está moviendo algo en un instante dado.
El velocímetro de un automóvil; ¿marca la
rapidez media o la rapidez instantánea?
¿La rapidez media y la rapidez instantánea
pueden ser iguales?
11. • Definir desplazamiento y calcular
velocidad.
• Explicar la diferencia entre cantidades
(magnitudes) escalares y vectoriales.
DESPLAZAMIENTO
UNIDIMENSIONAL Y VELOCIDAD:
Cantidades Vectoriales
12. DESPLAZAMIENTO
Es el movimiento en línea recta (rectilíneo).
Conviene usar los ejes cartesianos.
13. Desplazamiento (Δx) es la distancia en línea
recta entre dos puntos, junto con la dirección
del punto de partida a la posición final
(cantidad vectorial: tamaño y dirección).
A diferencia de un escalar, el desplazamiento
puede ser positivo o negativo, donde el signo
indica la dirección en el eje de coordenadas.
14. Analiza
¿Cuál será la distancia recorrida y el desplazamiento del estudiante que
sale del laboratorio de Física hacia la otra puerta? ¿Y si el viaje es de
ida y vuelta?
16. VELOCIDAD
Solemos emplear los términos rapidez y
velocidad como sinónimos; sin embargo, en
Física son distintos.
La velocidad tiene magnitud (tamaño) y
dirección (cantidad vectorial).
La velocidad indica qué tan rápido se está
moviendo algo y en qué dirección.
18. Observaciones:
En el caso de más de un desplazamiento, la
velocidad media es igual al desplazamiento
total, dividido entre el tiempo total.
El desplazamiento total se halla sumando los
desplazamiento, respetando el signo que
indica la dirección de cada uno.
20. Importante:
La velocidad media solo ofrece una
descripción general del movimiento.
La velocidad instantánea describe qué tan
rápidamente y en qué dirección se está
moviendo algo en un momento específico:
El movimiento uniforme tiene velocidad
constante (magnitud constante y dirección
constante)
23. En la realidad:
En la realidad el movimiento de
un móvil no es uniforme.
La velocidad media se calcula
empleando la posición inicial y
final de todo el movimiento; así
como también, el tiempo total
empleado.
La velocidad instantánea en
cada momento es la pendiente
de la recta tangente a la curva
en dicho instante.
En (1) la pendiente es positiva;
por lo tanto, la velocidad es en
la dirección x positiva.
En (2) la pendiente es cero; por
lo tanto, la velocidad es cero
(v=0)
En (3) la pendiente es
negativa; por lo tanto, la
24. BIBLIOGRAFÍA:
Wilson, Buffa, Lou (2007). Física (6° Ed.).
Cinemática: Descripción del movimiento (pp.
32-40) Naucalpan de Juárez, Edo. De México.
PEARSON Prentice Hall.
Hewitt, P. (2007). Física Conceptual (10° Ed.).
Movimiento Rectilíneo (pp. 41-44) Naucalpan
de Juárez, Edo. De México. PEARSON
Addison Wesley.