El documento trata sobre los conceptos básicos de movimiento y fuerza. Explica que todo está en constante movimiento y define conceptos como desplazamiento, velocidad, aceleración y fuerza. También analiza el movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado, así como los efectos de las fuerzas sobre un cuerpo en movimiento.

1. Todo es Movimiento

2. 1. TODO SE MUEVE Todo está siempre en movimiento aunque no nos demos cuenta. Para saber si algo o alguien se está moviendo debemos establecer un marco de referencia.

3. ¿Qué es el movimiento? Un objeto se mueve cuando realiza un cambio de posición en el tiempo, respecto del marco de referencia elegido. Las fuerzas, o en este caso el movimiento, se representan mediante flechas llamadas vectores. Todo vector tiene dirección y sentido, el largo de la flecha representa la magnitud del vector.

4. Cinemática: Rama de laMecánica que se dedica a la descripción del movimiento mecánico sin interesarse por las causas que lo provocan. Dinámica: Rama de laMecánica que se dedica a investigar las causas que provocan el movimiento mecánico.

5. Desplazamiento Cuando un objeto se mueve, cambia de posición. Ocurre durante el transcurso de un cierto tiempo.

6. Desplazamiento Se obtiene trazando una línea recta que muestra el cambio de posición del objeto, desde el punto de partida hasta el punto de llegada. El valor se calcula: valor del desplazamiento= posicion final – posicion inicial

7. Trayectoria Es el camino que recorre un objeto al cambiar de posición. Al medir la longitud de la trayectoria recorrida por un objeto se obtiene la DISTANCIA.

8. Encontramos tres tipos de trayectoria: Parabólica Circular Rectilínea

9. Rapidez La magnitud que relaciona la distancia recorrida con el tiempo empleado en recorrerla recibe el nombre de rapidez. Nos dice que tan a prisa se mueve un objeto 0cm 2cm 4cm 6cm 8cm Se calcula: rapidez = distancia recorrida tiempo empleado 2 s

10. Velocidad Nos indica que tan a prisa se mueve un objeto y nos indica su dirección. Rapidez= 4 cm/s Velocidad = 4 cm/s hacia el Este

11. Rapidez: espacio recorrido por intervalo de tiempo Magnitud velocidad media escalar:  Se define velocidad media como el cambio de posición de un cuerpo en un intervalo de tiempo: Vector velocidad media:    VELOCIDAD La velocidad es la magnitud física que estudia la variación de la posición de un cuerpo en función del tiempo respecto a un determinado sistema de referencia. Sus unidades por tanto son: m/s cm/s o Km / h etc... Ambos vehículos salen y llegan a la vez, pero no han viajado juntos. Tienen en común su velocidad media 11

12. Y X cuando  t  0 = t 4 Cuando t  0 el vector desplazamiento se sitúa tangente a la trayectoria La velocidad instantánea es la que posee un móvil en un punto de su trayectoria Cuando el cambio es diferencial el módulo (valor numérico) de dr es igual que dS La velocidad instantánea es el cambio de posición de un cuerpo en movimiento en cada instante. V - Lim Dr-dr D t0 D t dt V –dr-dS dt dt Se representa por un vector tangente a la trayectoria, cuyo origen es el punto considerado, y cuyo sentido es el de avance del móvil 12

13. A A   Y Y X X cuando  t  0 = t ACELERACIÓN Se define la aceleración cómo la variación de la velocidad respecto al tiempo. Sus unidades por tanto serán m/s2 o Km/h2 etc... Siempre que un cuerpo varía su velocidad ya sea en módulo, dirección o sentido hay aceleración. B  La aceleración instantánea La aceleración media 13

14. La aceleración media estudia el cambio de velocidad en un intervalo de tiempo. Es un vector con la misma dirección y sentido que el vector resultante de restar la velocidad inicial y final vectorialmente ,en cierto Dtse define como : Se trata por tanto de una magnitud vectorial con la dirección y sentido de D . 1 D = 2 – 1y en esa misma dirección y sentido sale - 2 1 2 Para conocer la aceleración en cada instante, necesitamos conocer intervalos de tiempo dt cada vez mas pequeños. La aceleración Instantáneamide el cambio de velocidad en un instante determinado del movimiento: a - Lim DV-dVes también una magnitud vectorial D t0 D t dt

15. Y V final = 0 h máxima V0 g h0 X TIRO VERTICAL Tenemos dos movimientos, el debido a nuestro lanzamiento (hacia arriba o hacia abajo) y el de la gravedad que tira del cuerpo hacia abajo. Vamos a ver los vectores de posición que se obtienen cuando el tiro es hacia arriba y cuando es hacia abajo: Vectorialmente la aceleración de la gravedad queda: g = - 9,8 j m/s2 con el sistema de referencia que hemos tomado. Si el cuerpo sube es frenado por la atracción gravitatoria terrestre que acaba por pararle y le hace caer (sube y luego baja). En todo momento la gravedad actúa hacia abajo y es la velocidad la que cambia de sentido (primero sube y luego baja). Como la aceleración de la gravedad es un valor constante estamos con un movimiento uniformemente acelerado y su ecuación de movimiento es : S = V0 .t + 1. a.t2 2 Como la trayectoria es rectilínea el valor del desplazamiento y el espacio recorrido coinciden por lo que el vector de posición del móvil en cada instante es: r = ( h0 + V0 .t - 1. g.t2 ) j (m) 2 y la velocidad se saca derivando: V = (V0 – g.t ) j m/s

16. En este caso la velocidad inicial tiene diferente sentido ya que va hacia abajo y por lo tanto diferente signo: r = ( h0 - V0 .t - 1. g.t2 ) j (m) 2 y la velocidad se saca derivando: V = (- V0 – g.t ) j m/s La gravedad acelera en todo momento al movimiento. Si en lugar de lanzarlo hacia abajo lo dejamos caer la velocidad inicial es cero: r = ( h0 - 1. g.t2 ) j (m) 2 y la velocidad se saca derivando: V = ( – g.t ) j m/s Y V0 h 0 X En los dos casos si se deriva la velocidad sale siempre la misma aceleración , la de la gravedad:

17. ESTUDIO DEL TIRO HORIZONTAL 21 Trayectorias descritas por la pelota según el sistema de referencia Para un observador en tierra, la trayectoria es parabólica Para un pasajero del avión, el movimiento es vertical y en caída libre Para el observador en caída libre, el móvil posee un MRU horizontal

18. Y V0 h 0 r X alcance La velocidad de lanzamiento es horizontal, el cuerpo queda sometido a dos movimientos simultáneos: SOBRE EL EJE X:(mru) un movimiento horizontal rectilíneo y uniforme debido a la velocidad de lanzamiento, ninguna aceleración actúa horizontalmente, este es el MOVIMIENTO DE AVANCE (si no hubiera ninguna otra acción sobre el cuerpo este seguiría indefinidamente en línea recta). SOBRE EL EJE Y: (mrua) un movimiento vertical rectilíneo y hacia abajo, sin velocidad inicial porque la velocidad inicial es horizontal y uniformemente acelerado (aceleración de la gravedad) debido a la atracción que la Tierra ejerce sobre el cuerpo haciéndolo caer, MOVIMIENTO DE CAÍDA. El vector de posición tiene: componente x (m r u S= V. t avance del proyectil) componente y donde se mide la caida y por lo tanto las alturas (m ru a sin velocidad inicial S= S0 + 1. a.t2) 2 r = (V0 . t ) i + ( h0 - 1. g.t2 ) j (m) 2 y la velocidad se saca derivando: V = (V0 ) i +( -g.t ) j m/s 18

19. 2. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME Su trayectoria es una línea recta. Un cuerpo recorre distancias iguales en tiempos iguales, por lo que su rapidez permanece constante.

20. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Cuando un cuerpo en movimiento recto, aumenta su rapidez en la misma cantidad, durante tiempos iguales, su aceleración tendrá un solo valor y el movimiento será rectilíneo uniformemente acelerado, es decir, con aceleración constante.

21. 3. FUERZAS Es una interacción entre dos o mas cuerpos. Existen fuerzas de contacto directo y fuerzas ejercidas a distancia. Todas las fuerzas tienen un valor o magnitud, que nos indica que tan grande es, y una dirección, que nos muestra hacia donde se aplicó. La unidad de medida de una fuerza es el newton (N)

22. Algunos ejemplos de fuerzas Fuerza de gravedad: Fuerza de atracción ejercida por los planetas sobre los cuerpos que están en su superficie o en sus cercanías. Esta determina el peso de un cuerpo. El peso es la medida de la fuerza con que nos atrae la Tierra.

23. Fuerza magnética: Tipo de fuerza que actúa a distancia Fuerza eléctrica: Las fuerzas eléctricas pueden ser de atracción (los cuerpos se acercan) o de repulsión (los cuerpos se separan)

24. Combinación de fuerzas Cuando se aplica más de una fuerza sobre un cuerpo al mismo tiempo , estas se combinan y dan origen a una fuerza resultante. Cuando las fuerzas se aplican en igual dirección y sentido, estas se suman, dando como resultado una fuerza de mayor valor.

26. Cuando las fuerzas actúan en igual dirección pero en sentidos contrarios, se restan y dan como resultado una fuerza de menor valor. Cuando la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero, se dice que el cuerpo esta en equilibrio.

27. 4. EFECTOS DE LAS FUERZAS Cambios en la rapidez de un cuerpo: Al aplicar una fuerza a un cuerpo en sentido contrario al movimiento inicial, este disminuye su rapidez.

28. Al aplicar una fuerza sobre un cuerpo en reposo, este puede aumentar su rapidez y moverse.

29. Cambios en la trayectoria de un cuerpo Las fuerzas pueden cambia la rapidez con la que se mueve un objeto así como también pueden alterar su trayectoria.

30. Trabajo realizado por: Arciniega De Sales Dulce Viridiana N.L. 1 Física I 4° E Técnico en Análisis y Tecnología de Alimentos