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Movimiento en dos y tres dimensiones Teoría Autor: YeissonHerney Herrera

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Movimiento en dos y

tres dimensiones

Teoría

Autor:

YeissonHerney Herrera

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Movimiento en 2 y 3 D

Contenido 1. Introducción

1.1. actividad palabras claves unid

2. Vector posición

2.1. Explicación vector posición

2.2. Animación vector posición

2.3. Ejercicio propuesto

3. vector desplazamiento

3.1. Explicación

3.2. Animación vector desplazamiento

4. movimiento de un proyectil I

4.1. ntroducción

4.2. Explicación y animación

4.3. Animación de un proyectil

4.4. Paso para resolver problemas

4.5. Ejemplo

4.6. Video explicativo de un proyectil

4.7. Actividad movimiento de un proyectil

4.8. Animación movimiento de un proyectil

4.9. Actividad de observación

4.10. Ejericio propuesto

4.11. Actividad ejercicios

5. Movimiento circular

5.1. Introducción

5.2. Explicación y animación gráfica

5.3. movimiento circular uniforme

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Movimiento en 2 y 3 D 5.3.1. ejemplo

5.3.2. actividad

6. resumen

7. Evaluación

8. glosario

9. referencia

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Movimiento en 2 y 3 D

INTRODUCCIÓN La vida se tornaría aburrida si fuese en una sola

dimensión todos seriamos como partículas

siguiendo el mismo camino. Las canchas

deportivas y los juegos mecánicos serian líneas de

una dimensión muy parecidas a las canaletas del

juego de boliche todo seria aburrido por eso

hemos de estudiar el conocimientos en los

vectores con la riqueza que trae el movimiento en

dos y tres dimensiones.

En general el movimiento de los objetos

verdaderos se realiza en el espacio real

tridimensional. El movimiento de una partícula

que se realiza en un plano es un movimiento en

dos dimensiones, si el movimiento se realiza en el

espacio, se produce en tres dimensiones.

La vida se tornaría muy aburrida si fuese en una sola dimension

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Movimiento en 2 y 3 D

VECTOR POSICIÓN Se comienza por describir la posición de la

partícula mediante su vector de posición r, que

se dibuja desde el origen de algún sistema

coordenado a la posición de la partícula en el

plano x, y.

En la imagen se puede apreciar como Una

partícula que se mueve en el plano XY se ubica

con el vector de posición r→ que se dibuja desde

el origen hasta la partícula. El desplazamiento de

la partícula conforme se mueve de A a B en el

intervalo de tiempo Δt = tf - ti es igual al vector:

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Movimiento en 2 y 3 D Δr→ = rf - r i

VECTOR POSICIÓN

Es la magnitud que expresa la distancia en línea

recta y la dirección desde un punto del espacio a

otro es un segmento lineal dirigido.

MOVIMIENTO DE UN

PROYECTIL Es la magnitud que expresa la distancia en

línea recta y la dirección desde un punto

del espacio a otro es un segmento lineal

dirigido.

La magnitud del vector desplazamiento es menor que la distancia recorrida a lo largo de la trayectoria curva.

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Movimiento en 2 y 3 D

Ejercicio propuesto

Las coordenadas x, y de un carrito están dadas

por:

x(t) = 4t2 + 2t + 1 m

y(t) = –6t2 + 3 m

a) Determinar los vectores de posición en t = –1.0s

y 4.0 s y el vector desplazamiento entre estos dos

tiempos.

b) Encuentre la velocidad promedio en el intervalo

c) Encuentre la velocidad instantánea en t = 2.5 s

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Movimiento en 2 y 3 D

VECTOR DESPLAZAMIENTO.

Explicación

Es la magnitud que expresa la distancia en línea

recta y la dirección desde un punto del espacio a

otro es un segmento lineal dirigido.

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Movimiento en 2 y 3 D

MOVIMIENTO DE UN PROYECTIL

Un proyectil es un objeto sobre el cual la única

fuerza que actúa sobre él es la gravedad. Hay

una variedad de ejemplos de proyectiles:

• Un objeto que se lanza desde un precipicio es un

proyectil.

• Un objeto que se lanza verticalmente hacia arriba

es también un proyectil.

• Un objeto es qué lanzado hacia arriba en ángulo

también está un proyectil.

• Todos estos ejemplos se dan con la condición de

que la resistencia del aire se considera

insignificante.

Un proyectil es cualquier objeto que se proyectara

una vez que continúa en el movimiento por su

propia inercia y es influenciado solamente por la

fuerza hacia abajo de la gravedad.

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Movimiento en 2 y 3 D

Es la magnitud que expresa la distancia en línea

recta y la dirección desde un punto del espacio a

otro es un segmento lineal dirigido.

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Movimiento en 2 y 3 D

PASOS PARA RESOLVER UN PROBLEMA

EJEMPLO Un alien va corriendo horizontalmente y se lanza

desde un risco que tiene altura de 50 m a una

velocidad de 5 m/s

¿Cuán lejos de la base del risco debe estar

colocado un balde con agua para que el alien

caiga dentro de el?

1.Haga una lista de los datos que le han dado, colocando lo horizontal

(x) y lo vertical (y) en diferentes columnas

2.haga que el tiempo), aparezca en ambas

columnas, en la de los datos horizontales y en

los datos verticales.

3.Use la columna donde se encuentra solo una variable desconocida

para encontrar el tiempo.

4.Use éste tiempo en ambas columnas y

encuentre el valor de la otra variable desconocida.

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Movimiento en 2 y 3 D

Actividad movimiento de

un proyectil Responda las preguntas de acuerdo al siguiente

enunciado un carro pierde los frenos y cae desde

una montaña que tiene altura de 80 m a una

velocidad de 120 m/s

Ejercicio propuesto Se lanza un proyectil con una velocidad inicial de

200 m/s y una inclinación, sobre la horizontal, de

30°. Suponiendo despreciable la pérdida de

velocidad con el aire, calcular:

a) ¿Cuál es la altura máxima que alcanza la

bala?.

b) ¿A qué distancia del lanzamiento alcanza la

altura máxima?.

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Movimiento en 2 y 3 D c) ¿A qué distancia del lanzamiento cae el

proyectil?.

Movimiento circular Un movimiento circular es el que se efectúa en un

mismo plano y es el movimiento más simple en

dos dimensiones. Un cuerpo describe un

movimiento circular cuando gira alrededor de un

punto fijo central llamado eje de rotación.

Cuando un cuerpo tiene una velocidad

angular constante, describe ángulos iguales

en tiempos iguales, por lo cual se dice que

su movimiento es circular uniforme.

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Movimiento en 2 y 3 D Se presenta cuando un objeto se mueve en una

trayectoria circular con rapidez constante, y aun

cuando un objeto se mueva con rapidez constante

en una trayectoria circular, todavía tiene una

aceleración.

EJEMPLO MOVIMIENTO CIRCULAR

UNIFORME

Un punto situado en el borde de un disco giratorio

cuyo radio es de 8m se mueve a través de un

ángulo de 37º. Calcule la longitud del arco

descrito por el punto.

CONVERSION A RADIANES

Convertir los grados a radianes, ya que en todos

los problemas es necesario que los ángulos o las

revoluciones estén en radianes para poderlos

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Movimiento en 2 y 3 D escribir en las formulas y nos den las unidades

correctas.

EJEMPLO MOVIMIENTO CIRCULAR

UNIFORME

La rueda de una bicicleta tiene un diámetro de

66cm y da 40 revoluciones en 1 min.

a) ¿Cuál es su velocidad angular?

b)¿Qué distancia se desplazará la rueda?

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Movimiento en 2 y 3 D

CONVERSION A RADIANES

Convertir 40rmp en rad/s:

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Movimiento en 2 y 3 D

Resumen

Los movimientos en dos dimensiones se caracterizan

por manejar las coordenadas X y Y del plano

cartesiano igual que el de tres dimensiones que

agrega la coordenada Z

Pasos resolver problemas:

1. Haga una lista de los datos que le han dado,

colocando lo horizontal (x) y lo vertical (y) en

diferentes columnas, para así mantener estos

datos separados.

2. Haga que el tiempo (delta t), aparezca en

ambas columnas, en la de los datos

horizontales y en los datos verticales.

3. Use la columna donde se encuentra solo una

variable desconocida para encontrar el tiempo

(delta t).

4. Use éste tiempo (delta t) en ambas columnas y

encuentre el valor de la otra variable

desconocida.

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Movimiento en 2 y 3 D Un movimiento circular es el que se efectúa en un

mismo plano y es el movimiento más simple en dos

dimensiones. Un cuerpo describe un movimiento

circular cuando gira alrededor de un punto fijo central

llamado eje de rotación. Se presenta cuando un

objeto se mueve en una trayectoria circular con

rapidez constante, v aun cuando un objeto se mueva

con rapidez constante en una trayectoria circular,

todavía tiene una aceleración

Movimiento circular uniforme Se presenta cuando un

objeto se mueve en una trayectoria circular con

rapidez constante, v aun cuando un objeto se mueva

con rapidez constante en una trayectoria circular,

todavía tiene una aceleración.

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Movimiento en 2 y 3 D

Glosario

Movimiento circular.

Un movimiento circular es el que se efectúa en un

mismo plano y es el movimiento mas simple en dos

dimensiones. Un cuerpo describe un movimiento

circular cuando gira alrededor de un punto fijo central

llamado eje de rotación.

Ángulo.

Es la abertura comprendida entre dos radios

cualesquiera, que limitan un arco de circunferencia.

Radián.

Es el ángulo central al que corresponde un arco de

longitud igual al radio. La equivalencia de un radián

en grados sexagesimales se determina sabiendo que:

2πr = 360°. Si r = 1, entonces π = 180°.

Frecuencia.

La frecuencia generalmente se expresa en hertz (hz)

equivalente a ciclo/s.

Frecuencia angular.

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Movimiento en 2 y 3 D Angular la velocidad (w) representa el cociente entre el

desplazamiento angular de un cuerpo y el tiempo que

tarda en efectuarlo

Movimiento circular uniforme.

Este movimiento se produce cuando un cuerpo con

una velocidad angular constante describe ángulos

iguales en tiempos iguales. El origen de este

movimiento se debe a una fuerza de magnitud

constante, cuya acción es perpendicular a la

trayectoria del cuerpo y produce una aceleración que

afectará sólo la dirección del movimiento, sin

modificar la magnitud de la velocidad, es decir, la

rapidez que tiene el cuerpo. Por tanto, en un

movimiento

circular uniforme el vector velocidad (velocidad lineal

o tangencial) mantiene constante su magnitud, pero

no su dirección, toda vez que ésta siempre se conserva

tangente a la trayectoria del cuerpo

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Movimiento en 2 y 3 D

Referencias

• Harrison, D.M (s.f) Movimiento circular

uniforme.(2003).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.meet-physicsbr. net/David-

harrison/castellano/ClassMechanics/Circular2SHM/Ci

rcular2SHM.html

Animación proyectiles.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.geocities.ws/javi_her/proyectiles.swf

Movimiento Parabólico.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.eduagora.com/uploads/File/M35_movi

miento-parabolico.swf

• Animación Proyectiles.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.geocities.ws/javi_her/proyectiles1.swf

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Movimiento en 2 y 3 D • Movimiento circular uniforme.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/MCU.swf

• Caída libre.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/maniz

ales/4070002/laboratorios/caida_libre.html

• Movimiento de proyectiles.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.slideshare.net/MiguelSanchez14/taller-

19-movimiento-de-proyectiles

• Movimiento circular uniforme.(2013).

Recuperado el 15 de enero de 2013, de

http://www.slideshare.net/Marcodel_68/ejemplos-

de-movimiento-circular-uniforme-15843277

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Movimiento en 2 y 3 D

Teoría Módulo 4 movimiento en 2 y 3D

Universidad de Cundinamarca Facultad Ingeniería

Programa Ingeniería de Sistemas Fusagasugá

2013