
El movimiento como cambio de posición. La posición como coordenada.
Descripción y análisis de los conceptos básicos de la cinemática, sin los cuales, la aproximación a la resolución de problemas resulta confusa y muchas veces lleva a resultados sin sentido.
¿Qué es el movimiento?¿Qué estudia la cinemática? ¿es lo mismo un sistema de referencia que un sistema de coordenadas?.
Posición, desplazamiento, espacio recorrido, tiempo, velocidad. ¿Cómo se relacionan?
¿Qué es la trayectoria? ¿Qué es la velocidad? . La velocidad como magnitud vectorial. Utilización de magnitudes vectoriales en una única dimensión.
Ecuación horaria de la posición en un Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
¿Cómo utilizar la ecuación horaria de la posición para calcular distintos elementos del problema?
¿Qué es la rapidez? ¿es lo mismo rapidez que velocidad? La velocidad es una magnitud vectorial, aún en los problemas más sencillos.
Utilización de el concepto de magnitud vectorial aún en problemas muy muy sencillos, lo que permite adquirir un método de resolución para este tipo de problemas.
Explicación de cómo se deben interpretar, y volcar en un esquema, los diferentes datos que nos brinda un problema. Resolución del problema mediante la utilización de la ecuación horaria. Representación gráfica de diferentes elementos del problema de MRU en gráficos en función del tiempo.
Este problema nos permite definir y calcular la Rapidez de un móvil y la Velocidad media del mismo. Se analiza la ida y vuelta mediante dos movimientos MRU
Utilización de la Ecuación horaria de la posición en dos situaciones distintas. Representación en función del tiempo de la Velocidad y de la Posición.
El espacio recorrido como área bajo la curva V=V(t)
Un punto móvil se desplaza con MRU de manera que para t=3 seg esta en x= -60m y para t=10 seg. esta en x=150m. Hallar: su velocidad, su posición para t=5 seg y en que momento estará en x=180m. Representar todas estas situaciones en un gráfico x=x(t).
De dos ciudades separadas 900 km parten dos móviles, cada uno se dirige hacia la otra ciudad. El primero viaja con V= 50 km/h (constante) y el segundo, que parte dos horas después, viaja a 110 km/h. ¿Cuándo y dónde se cruzan? . Representar estas situaciones en un gráfico conjunto x=x(t).
Un Bus parte a la hora 6am y viaja con velocidad constante de 80 km/h. Tres horas más tarde parte del mismo lugar, y con intenciones de alcanzarlo. un automóvil que viaja a 120 km/h. ¿Cuándo y dónde el automóvil alcanzará al Bus? Representar estas situaciones en un gráfico conjunto x=x(t).
Un avión viaja y debe llegar en línea recta a una ciudad que se encuentra a 400 km al Norte y 300 km al este del punto de partida luego de volar 2,5 hs. Calcular su Velocidad (componentes, Módulo y dirección.
Representar su trayectoria en el plano x-y.
Un móvil se mueve desde la posición inicial x=80 m (para t =0 seg) con una velocidad como la que se indica en el gráfico. Calcular: Su velocidad media entre t=2 seg y t =10 seg, ¿y entre t=0 y t=10 seg?. Graficar x=x(t)
Un móvil tiene una velocidad de 20 m/s y la mantiene durante 10 seg. Luego reduce súbitamente la velocidad a 15 m/s y mantiene esa velocidad durante otros 10 seg, pasados estos 10 seg. reduce su velocidad a 10 m/s durante 10 seg y por último vuelve a reducirla a 5 m/s durante 10 seg más y finalmente se detiene. ¿Calcular el espacio total recorrido en esos 40 seg y la velocidad media durante ese tiempo?
Describir lo más detalladamente posible el/los movimientos de un punto que para t=0 seg esta en x=0 m y durante 10 segundos su velocidad varía según el gráfico v=v(t).
Dos trenes se dirigen el uno hacia el otro por la misma vía. Ambos viajan a 50 km/h. cuando se hallan a 100 km de distancia uno del otro sale un pajarito volando a 80 km/h desde uno de los trenes hacia el otro para intentar avisarle al otro conductor. Cuando llega al otro tren pega la media vuelta y vuelve al tren del que salió, cuando llega al primer tren da la media vuelta y vuelve al otro tren, así hasta que los dos trenes chocan. ¿Cuántos km recorrió el pajarito desde que salió hasta que muere aplastado por los dos trenes?
¿En qué consiste el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado?. El concepto de aceleración y la representación de la velocidad en función del tiempo.
Fórmulas y conceptos fundamentales. Ecuaciones horarias y otra complementaria.
Un móvil parte del reposo y acelera de manera constante durante 4 segundos a razón de 6 m/s2. Calcular: a) posición y velocidad al final de cada uno de esos primeros segundos.
En un determinado instante un móvil que tiene una velocidad de 30 m/s comienza a frenar a razón de 6 m/s2. Calcular: ¿Cuánto tiempo tarda en detenerse y que espacio recorre hasta ese momento?
En un determinado instante un móvil que tiene una velocidad de 40 m/s comienza a frenar hasta detenerse luego de recorrer 200 m. Calcular: ¿Cuánto tiempo tarda en detenerse?
Representar gráficamente x=x(t) y v=v(t)
Un automóvil viaja a 30 m/s (velocidad que mantiene) cuando pasa por un puesto de control de tránsito, en ese mismo instante un motociclista parte desde el reposo en su persecución, si la motocicleta tiene una aceleración constante de 4 m/s2. Calcular: ¿Cuándo y dónde alcanzará al automóvil?
Repetir el problema considerando que el motociclista demora 10 seg en ponerse en movimiento.
Un tren de 80 m de largo viaja a velocidad de 20 m/s. 100 m antes de entrar en la estación debe accionar los frenos. Entre que valores debe estar la aceleración de frenado para que el tren se detenga dentro de los límites del andén/plataforma de 120 m de longitud.
Un móvil parte desde la posición x=0 y se mueve de manera que su velocidad varía según lo muestra el siguiente grafico V=V(t). Analizar detenidamente el movimiento y calcular cada parámetro del movimiento en cada tramo del viaje.
Un móvil parte desde la posición x=0 con una velocidad inicial de 10 m/s. y durante 10 segundos su aceleración toma los valores indicados en el gráfico a=a(t). Hallar el desplazamiento total del móvil y graficar V=V(t).
Análisis del movimiento de un proyectil con trayectoria vertical y que sufre los efectos de la fuerza peso únicamente. Sistemas de coordenadas y su influencia en el signo de la aceleración. Ecuaciones horarias de la posición vertical y=y(t) y de la velocidad v=v(t). Altura máxima. Resolución de problemas que incluyen ecuaciones cuadráticas.
Desde el piso se arroja una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. La pelota luego de alcanzar la altura máxima cae sobre el techo de una casa de 10 m de altura. Calcular:
a) La altura máxima que alcanza,
b) con que velocidad golpea en el techo de la casa.
Desde un edificio a 40 metros de altura arrojo dos piedras, una verticalmente hacia arriba y otra verticalmente hacia abajo ambas con igual velocidad (en módulo). Calcular con que velocidad llegan ambas piedras al nivel del suelo.
Desde el piso se arroja una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad desconocida. Luego de 4 segundos la piedra impacta contra el fondo de un pozo de 40 metros de profundidad. Hallar el módulo de la velocidad con que se lanzó la piedra.
Desde 1,5 m de altura arrojo una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 4 m/s. En ese mismo instante un pequeño carro con un recipiente, cuya boca se encuentra a 0,2 m de altura, comienza a moverse hacia mi con una velocidad constante de 5 m/s. Desde que distancia debe ser lanzado el carrito para que la pelota caiga dentro del recipiente.
Desde la boca de un pozo dejo caer una piedra dentro del mismo. 3 segundos después escucho el sonido de la piedra golpeando el fondo del pozo. Considerando que el sonido viaja a 340 m/s. ¿Cuál es la profundidad del pozo?
Desde que altura debe dejar caer Jaimito un globo con agua para “acertar” en la cabeza de un transeúnte de 1,80 metros de altura que camina hacia la vertical del lugar donde se encuentra Jaimito con una velocidad de 1,5 m/s. Jaimito deja caer el globo cuando la persona se encuentra a 15 metros de su vertical.
Desde una torre de 60 metros de altura debo dejar caer una pelota (parte del reposo). Otra pelota es lanzada desde el piso hacia arriba con una velocidad de 30 m/s. ¿Cuándo debo dejar caer la primera respecto del momento en que lanzo la segunda para que estas se encuentren a una altura de 30m?
Temas tratados:
Movimientos sobre una trayectoria rectilínea.
Sistema de Referencia y Sistema de Coordenadas, la posición y velocidad como vectores
Velocidad Instantánea, rapidez y Velocidad media.
Ecuaciones Horarias de la posición para el Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
Problemas de alcance y encuentro.
El desplazamiento como área bajo la curva.
Representaciones gráficas.
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
Velocidad y aceleración.
Ecuaciones horarias de la posición y de la Velocidad. Fórmula complementaria.
Los signos de la aceleración y de la velocidad.
Representación gráfica de la velocidad en función del tiempo.
Problemas de Alcance y Encuentro con MRUV.
Problemas combinando MRU y MRUV
Problemas en 2 dimensiones.
Tiro vertical y caída libre.
Los objetivos del Curso son: Comprender y dominar las formas de representar movimientos rectilíneos. Resolver problemas de diferente tipo: acelerados, alance , encuentro, tiro vertical, caída libre y otros fundamentalmente mediante la aplicación de ecuaciones horarias de posición y velocidad.
Vamos a aprender en este curso:
Cómo plantear un problema realizando un esquema donde se representan todos los datos y las incógnitas.
Cómo utilizar y despejar en las ecuaciones de cada movimiento las incógnitas.
La resolución de problemas típicos de movimientos rectilíneos de diferente tipo combinados entre si.