Cinemática: MRU, MRUV, caída libre y tiro vertical

Resumen

El documento introduce los conceptos básicos de la cinemática: el movimiento rectilíneo uniforme (MRU) y el movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), con sus fórmulas de velocidad y aceleración. También explica la caída libre, su relación con la aceleración de la gravedad y el tiro vertical. El estudiante aprenderá a diferenciar estos movimientos y a aplicar sus definiciones básicas.

Puntos clave

En el MRU la trayectoria es una recta y la velocidad es constante; la distancia es directamente proporcional al tiempo.
La velocidad se calcula como v = d / t.
En el MRUV la velocidad aumenta o disminuye de forma directamente proporcional al tiempo; puede ser acelerado o desacelerado.
La aceleración se calcula como a = Δv / Δt.
Galileo Galilei demostró que todos los cuerpos caen con la misma aceleración de la gravedad, aproximadamente 9.8 m/s², en caída libre.
En el tiro vertical el cuerpo sube con velocidad inicial hasta alcanzar la altura máxima, donde la velocidad final es 0, y la gravedad se considera negativa (-9.8 m/s²).

Ponte a prueba

Física: Introducción a la Cinemática

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Un cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo uniforme (MRU) cuando su trayectoria es una recta y su velocidad permanece constante.

Ejemplo:

1h -------- 10km
2h -------- 20km
3h -------- 30km

La distancia aumenta de forma directamente proporcional al tiempo.

Velocidad (v): La velocidad es el cociente entre la distancia recorrida (d) y el tiempo empleado (t) en recorrerla. Se calcula como: v = d / t

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV)

Un móvil se desplaza con movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) cuando su velocidad aumenta o disminuye de forma directamente proporcional al tiempo.

Si la velocidad aumenta, el MRUV es acelerado.
Si la velocidad disminuye, el MRUV es desacelerado (o retardado).

Aceleración (a): Se define como el cociente entre la variación o cambio de la velocidad (Δv) y el intervalo de tiempo (Δt) considerado. Se calcula como: a = Δv / Δt

Velocidad Inicial (V_i): Es la velocidad con la que se inicia el movimiento en un intervalo de tiempo determinado.
Velocidad Final (V_f): Es la velocidad con la que finaliza el movimiento en un intervalo de tiempo determinado.

Caída Libre

En el año 300 a.C., el filósofo griego Aristóteles propuso que al dejar caer simultáneamente dos cuerpos de diferente peso desde la misma altura, el más pesado llegaría primero al suelo. Esta idea prevaleció durante casi 2000 años.

En el año 1590, el físico italiano Galileo Galilei concluyó que, en ausencia de aire (en vacío), tanto un cuerpo pesado como uno liviano caerían de igual forma y llegarían al suelo simultáneamente al ser soltados desde la misma altura.

Galileo Galilei también demostró experimentalmente que todos los cuerpos caen con la misma aceleración, conocida como la aceleración de la gravedad (g), que en condiciones normales es aproximadamente 9.8 m/s². Además, comprobó que el movimiento de caída libre es un MRUV acelerado, donde la gravedad se considera positiva.

Tiro Vertical

El movimiento de tiro vertical es opuesto al de caída libre. Los cuerpos son lanzados hacia arriba con una velocidad inicial (V_i) en un movimiento rectilíneo uniformemente desacelerado (MRUD). A medida que el cuerpo asciende, su velocidad disminuye hasta alcanzar su altura máxima, momento en el cual su velocidad final (V_f) es 0.

En este movimiento, la aceleración de la gravedad se considera negativa (-9.8 m/s²).

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la velocidad en el MRU?

La velocidad se calcula dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo empleado en recorrerla: v = d / t. En el MRU esta velocidad permanece constante.

¿Cuál es la diferencia entre MRU y MRUV?

En el MRU la velocidad es constante, mientras que en el MRUV la velocidad aumenta o disminuye de forma directamente proporcional al tiempo. El MRUV puede ser acelerado o desacelerado.

¿Qué valor tiene la aceleración de la gravedad?

En condiciones normales, la aceleración de la gravedad (g) es aproximadamente 9.8 m/s². Galileo demostró que todos los cuerpos caen con esta misma aceleración.

¿Qué ocurre con la velocidad en el tiro vertical?

El cuerpo es lanzado hacia arriba con una velocidad inicial y su velocidad disminuye hasta hacerse 0 en la altura máxima. La gravedad se toma como negativa (-9.8 m/s²).