Movimiento en una sola dimensión | Apuntes de Física Experimental

OBJETIVO GENERAL

Analizar y comprender experimentalmente los conceptos fundamentales del

movimiento en una dimensión a lo largo del eje x, incluyendo distancia, tiempo,

velocidad, aceleración y cantidad de movimiento, mediante la medición y el estudio

de sus interrelaciones.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Utilizar instrumentos de medición para registrar de forma precisa variables como

tiempo, distancia y velocidad en experimentos que involucren MRU y MRUV.

Identificar y analizar el comportamiento de un objeto en MRUV, evaluando la

influencia de la aceleración constante sobre la velocidad y la distancia..

Determinar experimentalmente la relación entre distancia recorrida y el tiempo

transcurrido en un MRU verificando la constancia de la velocidad.

DESARROLLO TEORICO

Movimiento en una sola dimensión: El movimiento en una dimensión es una de las

formas más básicas de movimiento que se estudian en física. Se caracteriza porque un

objeto se desplaza a lo largo de una única dirección sin cambiar de trayectoria. Esto significa

que podemos describir su posición utilizando una sola coordenada, lo que simplifica mucho

su análisis.

Dentro de este tipo de movimiento, encontramos dos casos fundamentales:

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU): En este movimiento, el objeto se

desplaza con una velocidad constante, lo que implica que recorre distancias iguales

en intervalos de tiempo iguales. Es decir, no hay cambios en su rapidez ni en la

dirección del movimiento. Este tipo de movimiento se da, por ejemplo, en un tren que

viaja por una vía recta sin aceleraciones ni frenadas, o en el desplazamiento de un

barco en aguas tranquilas sin corrientes que lo afecten.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV): Aquí el objeto

experimenta una aceleración constante, lo que significa que su velocidad cambia de

manera uniforme con el tiempo. En este caso, la distancia que recorre en cada

intervalo de tiempo varía, y puede ser mayor o menor dependiendo de si está

acelerando o frenando. Un ejemplo de MRUV es un automóvil que inicia su recorrido

desde el reposo y comienza a acelerar en una carretera recta, o una piedra que cae

desde cierta altura bajo la influencia de la gravedad.

Estos conceptos son esenciales en la cinemática porque nos permiten entender cómo se

mueve un cuerpo y predecir su trayectoria en función del tiempo. Además, sirven de base

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Movimiento en una sola dimensión y más Apuntes en PDF de Física Experimental solo en Docsity!

OBJETIVO GENERAL

 Analizar y comprender experimentalmente los conceptos fundamentales del movimiento en una dimensión a lo largo del eje x, incluyendo distancia, tiempo, velocidad, aceleración y cantidad de movimiento, mediante la medición y el estudio de sus interrelaciones.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Utilizar instrumentos de medición para registrar de forma precisa variables como tiempo, distancia y velocidad en experimentos que involucren MRU y MRUV.  Identificar y analizar el comportamiento de un objeto en MRUV, evaluando la influencia de la aceleración constante sobre la velocidad y la distancia..  Determinar experimentalmente la relación entre distancia recorrida y el tiempo transcurrido en un MRU verificando la constancia de la velocidad.

DESARROLLO TEORICO

Movimiento en una sola dimensión: El movimiento en una dimensión es una de las

formas más básicas de movimiento que se estudian en física. Se caracteriza porque un objeto se desplaza a lo largo de una única dirección sin cambiar de trayectoria. Esto significa que podemos describir su posición utilizando una sola coordenada, lo que simplifica mucho su análisis. Dentro de este tipo de movimiento, encontramos dos casos fundamentales:  Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU): En este movimiento, el objeto se desplaza con una velocidad constante, lo que implica que recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales. Es decir, no hay cambios en su rapidez ni en la dirección del movimiento. Este tipo de movimiento se da, por ejemplo, en un tren que viaja por una vía recta sin aceleraciones ni frenadas, o en el desplazamiento de un barco en aguas tranquilas sin corrientes que lo afecten.  Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV): Aquí el objeto experimenta una aceleración constante, lo que significa que su velocidad cambia de manera uniforme con el tiempo. En este caso, la distancia que recorre en cada intervalo de tiempo varía, y puede ser mayor o menor dependiendo de si está acelerando o frenando. Un ejemplo de MRUV es un automóvil que inicia su recorrido desde el reposo y comienza a acelerar en una carretera recta, o una piedra que cae desde cierta altura bajo la influencia de la gravedad. Estos conceptos son esenciales en la cinemática porque nos permiten entender cómo se mueve un cuerpo y predecir su trayectoria en función del tiempo. Además, sirven de base

para el estudio de movimientos más complejos en dos o tres dimensiones, como el movimiento parabólico o el circular.

Formulas:

 Distancia : El concepto de distancia en física se refiere a la medida del espacio recorrido por un objeto en su movimiento, sin considerar la dirección. Es una magnitud escalar, lo que significa que solo tiene valor numérico y no depende del sentido del desplazamiento. La fórmula para calcular la distancia depende del tipo de movimiento:  En el Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), la distancia recorrida se calcula multiplicando la velocidad por el tiempo: Donde d es la distancia, v la velocidad y t el tiempo transcurrido.  En el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV) , la distancia se obtiene con la siguiente expresión:  Aceleración: La aceleración es la magnitud física que describe el cambio de velocidad de un objeto con respecto al tiempo. Indica si un cuerpo está aumentando o disminuyendo su velocidad, y en qué proporción. Es una magnitud vectorial, lo que significa que tiene tanto módulo como dirección. La fórmula general para calcular la aceleración es:  Cantidad de movimiento: La cantidad de movimiento, también conocida como momento lineal, es una magnitud física que describe el estado de movimiento de un cuerpo. Se define como el producto de la masa del objeto por su velocidad y nos ayuda a entender cómo un objeto en movimiento puede influir en otro cuando interactúan.

horizontal. Es una medida que indica cuánto se desvía un cuerpo de una posición completamente vertical o horizontal. Algunos ejemplos de inclinación incluyen:  Inclinación de un plano: Se usa en problemas de dinámica para analizar cómo afecta la gravedad al movimiento de un objeto sobre una superficie inclinada.  Inclinación de la órbita de un planeta: En astronomía, describe el ángulo entre el plano orbital de un cuerpo celeste y el plano de referencia, como el ecuador de su estrella.  Inclinación estructural: En ingeniería y construcción, es fundamental para evaluar la estabilidad de edificaciones y evitar fallas por inclinaciones excesivas. ¿Qué instrumentos se utilizan para determinar la horizontalidad o verticalidad?: Para determinar la horizontalidad o verticalidad, se utilizan varios instrumentos de medición que permiten verificar si una superficie u objeto está correctamente alineado con respecto a la gravedad o un plano de referencia. Algunos de los más comunes son:  Plomada: Consiste en un peso suspendido de un hilo, que debido a la gravedad señala la dirección vertical exacta. Se usa en construcción y geodesia para verificar la alineación de estructuras.  Nivel de burbuja: Es un instrumento que contiene un líquido con una burbuja de aire dentro de un tubo calibrado. Al colocarlo sobre una superficie, indica si esta está perfectamente horizontal o vertical.  Nivel láser: Dispositivo moderno que proyecta un rayo láser en línea recta para determinar la nivelación de una superficie con gran precisión.  Teodolito: Instrumento de medición angular utilizado en topografía que permite determinar la inclinación de un terreno respecto a la horizontal.  Inclinómetro: Dispositivo que mide ángulos de inclinación con respecto a un plano de referencia, útil en ingeniería y geología. ¿Cómo se determina el ángulo de inclinación con los instrumentos referidos?:  Plomada: No mide directamente el ángulo, pero ayuda a establecer una referencia vertical exacta. Comparando la desviación de un objeto respecto a la línea de la plomada, se puede estimar la inclinación.  Nivel de burbuja: Si el nivel se coloca sobre una superficie y la burbuja se desvía del centro, indica que hay inclinación. Algunos niveles tienen marcadores que ayudan a estimar el ángulo de desviación.  Nivel láser: Se coloca sobre una superficie y proyecta una línea recta. Si se compara con una referencia conocida (como la plomada o un eje horizontal), se puede calcular el ángulo de inclinación midiendo la diferencia de altura en distintos puntos de la línea proyectada.

 Teodolito: Es uno de los instrumentos más precisos para medir ángulos. Se coloca en una posición fija y usa su sistema de medición angular para determinar el ángulo de inclinación de un objeto o terreno respecto a la horizontal.  Inclinómetro: Se coloca directamente sobre la superficie inclinada y muestra el ángulo de inclinación en una escala digital o analógica. ¿Qué es la velocidad?: La velocidad es una magnitud física que describe el cambio de posición de un objeto en un determinado tiempo. Es una cantidad vectorial, lo que significa que no solo tiene un valor numérico (módulo), sino también una dirección y un sentido. En términos generales, la velocidad se expresa como la relación entre la distancia recorrida y el tiempo transcurrido. Existen distintos tipos de velocidad según el movimiento del objeto:  Velocidad media: Es el promedio de la distancia recorrida en un cierto tiempo, sin considerar variaciones instantáneas.  Velocidad instantánea: Es la velocidad en un momento específico, lo que se analiza cuando el movimiento varía con el tiempo.  Velocidad angular: Se aplica en movimientos circulares y describe cuán rápido gira un objeto respecto a un eje.  Velocidad relativa: Se usa para comparar el movimiento de un objeto con otro en referencia a distintos sistemas. ¿Qué es la aceleración?: La aceleración es una magnitud física que describe el cambio de velocidad de un objeto con respecto al tiempo. Indica si un cuerpo está aumentando o disminuyendo su velocidad y en qué proporción. Es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene módulo, dirección y sentido. Existen diferentes tipos de aceleración, dependiendo del contexto:  Aceleración media: Representa el cambio de velocidad durante un intervalo de tiempo determinado.  Aceleración instantánea: Es la aceleración en un instante específico, considerando cambios infinitesimales de velocidad y tiempo.  Aceleración tangencial: Se relaciona con la variación de la rapidez en un movimiento curvilíneo.  Aceleración centrípeta: Actúa en movimientos circulares, manteniendo el objeto en su trayectoria curva. ¿Por qué el movimiento puede ser acelerado o retardado?: El movimiento puede ser acelerado o retardado dependiendo de si la velocidad de un objeto aumenta o disminuye con el tiempo. Esto ocurre por la acción de una fuerza externa, como la gravedad, la fricción o la fuerza de un motor.

Movimiento en una sola dimensión, Apuntes de Física Experimental

Documentos relacionados

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Movimiento en una sola dimensión y más Apuntes en PDF de Física Experimental solo en Docsity!

OBJETIVO GENERAL

OBJETIVOS ESPECIFICOS

DESARROLLO TEORICO

Movimiento en una sola dimensión: El movimiento en una dimensión es una de las

Formulas: