Conceptos básicos del movimiento: tipos, velocidad y aceleración

Resumen

Este documento explica los conceptos fundamentales de la cinemática: la relatividad del movimiento, los elementos que lo describen (móvil, trayectoria, origen, posición, desplazamiento y espacio recorrido) y cómo se determina. También presenta la velocidad media e instantánea, los movimientos uniformes y variados, la interpretación de gráficas s-t y v-t, y la aceleración con ejemplos como el MRU, el MCU, el MRUA y la caída libre.

Puntos clave

Un cuerpo está en movimiento cuando su posición respecto a un punto de referencia cambia con el tiempo.
La velocidad media se calcula dividiendo el espacio recorrido entre el tiempo empleado.
En el movimiento uniforme el módulo de la velocidad es constante; en el variado cambia.
En una gráfica s-t, la pendiente representa el módulo de la velocidad; una recta indica movimiento uniforme y una curva, movimiento variado.
La aceleración es la variación de la velocidad por unidad de tiempo.
En el MRU la aceleración es cero; en el MCU la aceleración es centrípeta y apunta al centro de la circunferencia.
Cerca de la superficie terrestre, la aceleración de la gravedad vale aproximadamente 9.8 m/s².

Ponte a prueba

Relatividad del Movimiento

Un cuerpo está en movimiento cuando su posición, respecto a otro punto que se toma como referencia, cambia con el tiempo.

Elementos que Describen el Movimiento

Móvil: Es el objeto que se está moviendo.
Trayectoria: Es el camino que sigue el móvil.
Origen: Es el punto que sirve de referencia para saber dónde está el móvil.
Posición: Es el lugar donde se encuentra el móvil en un determinado momento.
Tiempo: Es el instante en el que el móvil está en una posición.
Relación: Permite calcular la posición del móvil.
Desplazamiento: Es la cantidad que ha cambiado la posición del móvil entre dos instantes del viaje.
Espacio Recorrido: Es la distancia que recorre el móvil.

Determinación del Movimiento

Un movimiento queda determinado si se sabe dónde está el móvil en cada momento. Una forma de hacerlo es indicar la trayectoria, el origen y la relación entre posición y tiempo.

Velocidad Media

La velocidad media de un móvil se calcula dividiendo el espacio recorrido entre el tiempo empleado en recorrerlo.

Velocidad Instantánea

También llamada simplemente velocidad, es la que lleva un móvil en cada momento.

Tipos de Movimiento

Movimiento Uniforme: Cuando el móvil recorre el mismo espacio en intervalos de tiempo iguales. El módulo de su velocidad es constante.
Movimiento Variado: Cuando el móvil recorre espacios diferentes en intervalos de tiempo iguales. El módulo de su velocidad cambia.

Interpretación de Gráficas

Pendiente de Gráfica s-t: Representa el módulo de la velocidad. Cuando la gráfica es recta, el movimiento es uniforme, y cuando la gráfica es curva, el movimiento es variado.
Gráfica v-t:
- Si es una recta horizontal con valor distinto a cero, el movimiento representado será uniforme.
- Si no es una recta horizontal, el movimiento representado será variado.
- Si es una recta horizontal de velocidad cero, el móvil estaría parado.

Movimiento Rectilíneo y Curvilíneo

Rectilíneo: El vector velocidad tendrá siempre la misma dirección, aunque puede cambiar su sentido.
Curvilíneo: El vector velocidad cambiará de dirección a lo largo de la trayectoria para ser tangente a ella.

Aceleración

Es la variación de la velocidad en la unidad de tiempo. Un móvil posee aceleración cuando varía su velocidad.

Aceleración Instantánea: Es el cambio del módulo de la velocidad por unidad de tiempo en cada instante.
Aceleración Media: Es el cociente entre la variación total del módulo de la velocidad y el tiempo que emplea es variarlo.
Aceleración del MCU (Movimiento Circular Uniforme): Mide la variación de la dirección de la velocidad por unidad de tiempo. También se la llama aceleración centrípeta o normal.

Características de Movimientos Específicos

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU): Su representación gráfica es una recta, lleva una trayectoria rectilínea y en la gráfica una trayectoria horizontal. Su aceleración es cero.
Movimiento Circular Uniforme (MCU): Su representación gráfica es una recta, lleva una trayectoria circular y la gráfica es una recta horizontal. Su aceleración tiene dirección radial y sentido hacia el centro de la circunferencia.
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA): La trayectoria es recta y el módulo de la velocidad cambia de forma constante.

Aceleración de la Gravedad

Si los objetos cayesen en el vacío, sin que nada los frenase, todos caerían con la misma aceleración. La caída libre es un ejemplo de movimiento sometido a la aceleración de la gravedad. En la Tierra, su valor es aproximadamente 9.8 m/s².

Preguntas frecuentes

¿Cuándo está en movimiento un cuerpo?

Un cuerpo está en movimiento cuando su posición, respecto a un punto que se toma como referencia, cambia con el tiempo.

¿Cómo se calcula la velocidad media?

La velocidad media se calcula dividiendo el espacio recorrido entre el tiempo empleado en recorrerlo.

¿Cuál es la diferencia entre movimiento uniforme y variado?

En el movimiento uniforme el móvil recorre el mismo espacio en intervalos de tiempo iguales y el módulo de su velocidad es constante. En el variado recorre espacios diferentes en intervalos iguales y el módulo de la velocidad cambia.

¿Cuál es el valor de la aceleración de la gravedad en la Tierra?

Su valor es aproximadamente 9.8 m/s². Según el texto, en el vacío todos los objetos caen con la misma aceleración.