Este documento presenta los conceptos fundamentales de posición, desplazamiento, velocidad y rapidez de una partícula en movimiento rectilíneo uniforme. Explica las definiciones y ecuaciones matemáticas para calcular estas cantidades, así como ejemplos y ejercicios resueltos sobre distintos escenarios de movimiento. El documento concluye presentando un resumen gráfico de los principales conceptos cubiertos.
3. POSICIÓN, VELICIDAD Y RAPIDEZ DE UNA
PARTÍCULA
•La posición x de una partícula es la ubicación de la partícula
respecto a un punto de referencia elegido que se considera el origen
de un sistema coordenado.
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4. POSICIÓN, VELICIDAD Y RAPIDEZ DE UNA
PARTÍCULA
•El desplazamiento Δx de una partícula se define como su cambio de
posición en algún intervalo de tiempo.
•Distancia es la la longitud de una trayectoria seguida por una
partícula
Si un jugador corre desde la canasta de su propio equipo a lo largo
de la cancha hasta la canasta del otro equipo y luego regresa a su
propia canasta, cuál es el desplazmianto y cuál es la distancia
recorrida
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5. POSICIÓN, VELICIDAD Y RAPIDEZ DE UNA
PARTÍCULA
•La velocidad promedio de una partícula se define como el
desplazamiento de la partícula dividido entre el intervalo de tiempo
durante el que ocurre dicho desplazamiento.
• La rapidez promedio de una partícula se define como la distancia
total recorrida dividida entre el intervalo de tiempo total requerido
para recorrer dicha distancia
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6. POSICIÓN, VELICIDAD Y RAPIDEZ DE UNA
PARTÍCULA
La velocidad instantánea es igual al valor límite de la proporción
Δx/Δt conforme Δt tiende a cero
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7. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
Si la velocidad de una partícula es constante, su velocidad
instantánea en cualquier instante durante un intervalo de tiempo es
la misma que la velocidad promedio durante el intervalo.
Esto es, vx= vx,prom. Debido a esto, la ecuación anterior proporciona
una ecuación útil para la representación matemática de esta
situación:
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Ecuación 2.6
8. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
Esta ecuación dice que la posición de la partícula está dada por la
suma de su posición original x en el tiempo t=0 más el
desplazamiento vx Δt que ocurre durante el intervalo de tiempo Δt.
En la práctica, por lo general se elige el tiempo al principio del
intervalo como ti = 0 y el tiempo al final del intervalo como tf=t, de
modo que la ecuación se convierte en:
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Ecuación 2.7
9. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
9
En esta gráfica posición-tiempo, la pendiente de
la recta que representa el movimiento es
constante e igual a la magnitud de la velocidad.
La ecuación 2.7, que es la ecuación de una línea
recta, es la representación matemática del
modelo de partícula bajo velocidad constante.
La pendiente de la línea recta es vx y la ordenada
al origen y es xi en ambas representaciones.
Representación gráfica de la partícula bajo velocidad constante
10. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
10
Un camión se mueve a velocidad constante de 90km/h por
una autopista recta.
1.¿qué distancia recorre en 2 horas?
2.¿qué distancia recorre por segundo?
3.¿cuánto tardará en recorrer 10km?
11. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
11
La velocidad de la luz en el vacío es c = 300 000 km/s. La luz
del Sol tarda en llegar a la Tierra 8 minutos y 19 segundos.
Calcular la distancia entre el Sol y la Tierra.
12. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
12
Dibujar la gráfica del espacio recorrido en función del tiempo
y la gráfica de la velocidad en función del tiempo del
movimiento rectilíneo uniforme de una aeronave que vuela a
1200 km/h.
13. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
13
La siguiente gráfica representa la velocidad (km/h) en función
del tiempo de un automóvil. Calcular la distancia que recorre
el automóvil sin hacer uso de las ecuaciones del movimiento
ya que se trata de un movimiento con velocidad no constante.
14. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
14
Las siguientes tablas recogen los tiempos y las distancias recorridas por
dos ciclistas que parten en el mismo instante desde el mismo origen y
en el mismo sentido en línea recta:
15. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
15
Dibujar las gráficas que corresponden a los datos para responder a
las siguientes preguntas
¿las velocidades son constantes o los movimientos son
acelerados?
calcular la velocidad media de cada ciclista.
¿qué ciclista habrá recorrido una distancia mayor
transcurridas 3 horas desde el instante de la salida?
16. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
16
En el mismo instante, una motocicleta sale de la ciudad A y otra de la
ciudad B, con la intención de encontrarse en el camino recto de 60
kilómetros que une ambas ciudades.
Sabiendo que las velocidades de las motocicletas son 70km/h y 55km/h,
calcular cuánto tardarán en encontrarse.
17. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
17
En una persecución policial, el automóvil a la fuga lleva una velocidad
de 140km/h cuando pasa por un determinado punto de una carretera.
Tres minutos después, el automóvil oficial que sigue al anterior pasa por
dicho punto a una velocidad de 230km/h para evitar causar un accidente
con los demás vehículos de la carretera a causa de un exceso de
velocidad.
Se supone que las velocidades indicadas son constantes y la carretera
es recta. Calcular cuánto tardará la policía en alcanzar al delincuente.
18. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
18
Las ciudades A y B distan 600 kilómetros. Hay un tren de alta velocidad
que circula entre ambas ciudades a 320km/h.
En otra ciudad, C, a 150 kilómetros en línea recta de la ciudad A y a 512
kilómetros en línea recta de la ciudad B, un motorista tiene que decidir
qué ruta tomar para llegar a la ciudad B.
Las posibilidades son las siguientes:
1) viajar desde C hasta B en su motocicleta
2) viajar desde C hasta A en su motocicleta y desde A hasta B en tren
Encontrar la ruta más rápida sabiendo que la velocidad a la que circula
la motocicleta es 120km/h. ¿Es la ruta más corta en cuanto a distancia?
20. PARTÍCULA A VELOCIDAD CONSTANTE
20
Dos caminos rectos, A y B, terminan en el mismo punto, que
es el punto de encuentro de dos amigos: Félix y Erika. La
longitud del camino A y B es 25km y 35km, respectivamente.
Félix circula por el camino B a una velocidad de 50km/h y
Erika circula por el camino A. Calcular la velocidad a la que
tiene que viajar Erika para que ambos amigos lleguen al
punto de encuentro en el mismo instante sabiendo que Erika
comenzó su viaje 6 minutos más tarde que Félix
21. FÍSICA I
M.I. GIANELLA VALENCIA
GIAVALENCIA@UEES.EDU.EC
28 DE AGOSTO – 18 DE DICIEMBRE 2023
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Notas del editor
Un modelo particularmente importante en la resolución de problemas físicos es usar un modelo de análisis. Un modelo de análisis es una situación común que se presenta una y otra vez en la resolución de problemas de física. Puesto que representa una situación común, también representa un tipo común de problemas que ya se ha resuelto.
Cuando se identifica un modelo de análisis en un nuevo problema, la resolución al nuevo problema se puede modelar después de que el problema previo ya fue resuelto..
Un modelo particularmente importante en la resolución de problemas físicos es usar un modelo de análisis. Un modelo de análisis es una situación común que se presenta una y otra vez en la resolución de problemas de física. Puesto que representa una situación común, también representa un tipo común de problemas que ya se ha resuelto.
Cuando se identifica un modelo de análisis en un nuevo problema, la resolución al nuevo problema se puede modelar después de que el problema previo ya fue resuelto..
Un modelo particularmente importante en la resolución de problemas físicos es usar un modelo de análisis. Un modelo de análisis es una situación común que se presenta una y otra vez en la resolución de problemas de física. Puesto que representa una situación común, también representa un tipo común de problemas que ya se ha resuelto.
Cuando se identifica un modelo de análisis en un nuevo problema, la resolución al nuevo problema se puede modelar después de que el problema previo ya fue resuelto..
Un modelo particularmente importante en la resolución de problemas físicos es usar un modelo de análisis. Un modelo de análisis es una situación común que se presenta una y otra vez en la resolución de problemas de física. Puesto que representa una situación común, también representa un tipo común de problemas que ya se ha resuelto.
Cuando se identifica un modelo de análisis en un nuevo problema, la resolución al nuevo problema se puede modelar después de que el problema previo ya fue resuelto..
Las ecuaciones anteriores son las que se utilizan en el modelo de una partícula bajo velocidad constante. Cuando se ha identificado el modelo de análisis en un problema para una partícula bajo velocidad constante, se pueden usar estas ecuaciones.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
Por ejemplo, en el inciso B) del ejemplo 2.4, se encuentra la posición cuando la velocidad y el tiempo se conocen. De igual modo, si se conocen la velocidad y la posición final, se aplica la ecuación 2.7 para encontrar el tiempo cuando el corredor está en dicha posición.
