Unidad 1: Mecánica

Liceo Bicentenario Viña del MarFísica

Prof. Paula Durán A.2° medio 2013

Capítulo 2: Descriptores del Movimiento

Objetivos

Conocer los distintos tipos de unidades de medida

Diferenciar entre un escalar y un vector.

Inferir, a partir de la trayectoria y desplazamiento, los conceptos de rapidez y velocidad.

Unidades de Medición

Importancia de las mediciones: Para descubrir las leyes que gobiernan

los fenómenos naturales, los científicos deben llevar a cabo mediciones de las magnitudes relacionadas con dichos fenómenos.

UNIDADES ANTERIORES AL SISTEMA INTERNACIONAL (S.I.)

Antes del S.I. las unidades de medida se definían en forma arbitraria, variaban de un país a otro y dificultaban el intercambio científico.

5

SISTEMAS DE UNIDADES

6

Sistema de unidades más

utilizados

Sistema Internacional

(SI)

Sistema Cegesimal

(CGS)

Sistema Internacional (SI)

Cantidad Nombre símboloTiempo segundo s

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Cantidad de sustancia mol mol

Temperatura kelvin K

Corriente eléctrica ampere A

Intensidad lumínica candela cd

7

MAGNITUDES FUNDAMENTALES:Son aquellas que no pueden ser expresadas a partir de otras. Para el Sistema Internacional, tenemos

Sistema Cegesimal (CGS)

Cantidad Nombre símbolo

Tiempo segundo s

Longitud centímetro cm

Masa gramo g

8

Magnitudes Fundamentales:

SUBUNIDADES

Nombre Símbolo Factor MultiplicativoExa E 1.000.000.000.000.000.000=x1018

Peta P 1.000.000.000.000.000=x1015

Tera T 1.000.000.000.000=x1012

Giga G 1.000.000.000=x109

Mega M 1.000.000=x106

Kilo K 1.000=x103

Hecto h 100=x102

9

Son aquellas que nos ayudan a acortar los valores de todas las magnitudes

SUBUNIDADES

Nombre Símbolo Factor Multiplicativodeci d 0,1=x10-1

centi c 0,01=x10-2

mili m 0,001=x10-3

micro μ 0,000001=x10-6

nano n 0,000000001=x10-9

pico p 0,000000000001=x10-12

fetmo f 0,000000000000001=x10-15

10

Son aquellas que nos ayudan a acortar los valores de todas las magnitudes

MAGNITUDES DERIVADAS

11

Son aquellas magnitudes que pueden ser expresadas en función de varias de las magnitudes fundamentales.

Por ejemplo, para el S.I.

velocidad = (metros/segundo)

MAGNITUDES

ESCALARES

Quedan definidas con su módulo, es decir, con una cantidad más una unidad.

Ejemplo: 30 (metros/segundo)

VECTORIALES

Quedan definidas con: Módulo Dirección Sentido

Gráficamente

12

Ejercicio N°1

A partir de la definición de vector y escalar, determinar si las siguientes oraciones se refieren a un vector a un escalar.

1. Un auto va a 60 [km/h] norte-sur, sur.2. La temperatura de hoy es de 21°C3. La fuerza está dirigida hacia el centro

de la tierra. 4. Quedan 15 minutos para salir a recreo5. El auto se muevo a 100[km/h]

vectorescalar

vectorescalar

escalar

Ejercicio N°2

Comparar los siguientes vectores, si son iguales (=) o distintos(≠), según su magnitud, dirección y sentido.

A con B A con C B con D

A

B

C

D

Vectores

Magnitud

Dirección

Sentido

A c/ B

A c/ C

B c/ D=

≠≠ ≠

≠ ≠≠≠=

Descriptores del Movimiento Movimiento:

Cuando un móvil cambia su posición con respecto a un sistema de referencia a medida que pasa el tiempo▪ Móvil: todo cuerpo

que se encuentra en movimiento

Descriptores del Movimiento

Vector Posición Vector que comienza en el origen del

sistema de referencia y llega hasta el punto de ubicación del móvil

2 4 6 8 10r10

r2

r

Descriptores del Movimiento

Trayectoria Camino recorrido por un móvil Permite clasificarlo entre circular

o recto

Distancia Recorrida (d) Longitud de la trayectoria

Desplazamiento Cambio de la posición en línea

recta desde una posición inicial de la trayectoria hasta una posición final

r

Ejercicio N°3

Una hormiga realiza el siguiente movimiento, comienza en O y llega hasta B, luego se devuelve hasta D a continuación se dirige a C y desde ahí termina en A. Determina la distancia recorrida y el desplazamiento.

2 4 6 8 10 [cm]

0

A D C B

Descriptores del movimiento

Rapidez media (vm) Magnitud escalar Relación entre la distancia

recorrida y el tiempo empleado en recorrerlo

empleado tiempo

recorridadistancia v

t

dv

m

m

Unidades SI

vm Metros/segundos [m/s]

d Metros [m]Δt Segundos [s]

Descriptores del Movimiento

Rapidez instantánea Magnitud escalar Rapidez del móvil en un instante t

(tiempo cercano a cero) Ejemplo:

▪ Rapidímetro o velocímetro

Descriptores del Movimiento Velocidad media ( )

Magnitud vectorial Relación entre el

desplazamiento realizado por el móvil con el intervalo de tiempo empleado

mv

empleado tiempo

entodesplazamiv

t

rv

m

m

Unidades SI

vm Metros/segundos [m/s]

Δr Metros [m]Δt Segundos [s]

Descriptores del Movimiento

Velocidad instantánea Magnitud Vectorial La velocidad en un punto recorrido

determinado por el desplazamiento en el intervalo de tiempo muy pequeño

23

Ejercicio N° 4

En los siguientes carteles qué es lo incorrecto

-VELOCIDAD, YA QUE NO INDICA NI

DIRECCIÓN, NI SENTIDO. DEBERÍA

DECIR, RAPIDEZ

24

Ejercicio N° 5

¿Qué es lo que significa que un vehículo tenga una rapidez de 60 [km/h]?

Si quisiéramos expresar esta rapidez como velocidad ¿qué más tendríamos que saber?

Que a cada hora el vehículo recorre 60 [km]

Deberíamos saber su dirección y sentido

Ejercicio n°6

Un niño camina desde 0 hasta A, en 3[s], luego de A hasta B, en 1[s] y finalmente de B hasta C, en 5[s]. Determina: Distancia recorrida Desplazamiento Tiempo empleado Rapidez media Velocidad media

[m]B A C

Descriptores del Movimiento Aceleración Media

Magnitud vectorial. Es la relación entre

la variación de velocidad que experimenta un móvil y el intervalo de tiempo en que se produce este cambio

ma

if

ifm tt

vv

t

va

Las unidades en SI:

[m/s2]

Tipos de aceleración:• Acelerado

▪ Aceleración Positiva ▪ La velocidad aumenta

• Desacelerado▪ Aceleración negativa▪ La velocidad disminuye

if vv

if vv

¿Qué significa que un auto acelere a 10[m/s2]?

Qué cada 1[s], el auto aumenta su velocidad en 10[m/s]

Ejercicio N°1

Un motociclista viaja en una carretera recta variando su velocidad de 30[m/s] a 15[m/s] en un intervalo de 3 segundos.

a) ¿Cuál es la aceleración en [m/s2]?b) ¿El motociclista acelera o desacelera

en el intervalo de tiempo mencionado? Justifica

EJERCICIO Nº 2

30

Un auto se mueve hacia la derecha sobre el eje x con una rapidez de 5[m/s]; al cabo de 10[s] se mueve hacia la izquierda con una rapidez de 5[m/s]. La aceleración media del auto es:

A) -1 (m/s2)B) 0 (m/s2)C) 1 (m/s2)D) 5 (m/s2)E) 10 (m/s2)

A Aplicación

Resumen de fórmulas vistas

empleado tiempo

entodesplazami

t

rvm

empleado tiempo

recorridadistancia

t

dvm

if

ifm tt

vv

t

va

*Si es en un plano horizontal la fórmula de velocidad media se transforma en: t

xvm

Contenidos revisados:

Unidades de medida Escalares y vectores Descriptores del movimiento

Trayectoria Distancia recorrida Desplazamiento Rapidez Velocidad Aceleración