Movimiento rectilíneo uniforme (MRU) – Física

Decimos que un objeto se mueve cuando, con el tiempo, cambia de posición en relación con el observador. A esta relación de desplazamiento y tiempo de desplazamiento la llamamos velocidad.

Si, con el tiempo, este cuerpo sigue moviéndose a la misma velocidad, decimos que su movimiento es uniforme. Por lo tanto, en cada intervalo de tiempo igual, su desplazamiento espacial será el mismo. Así, movimiento rectilíneo uniforme (MRU) se describe como un movimiento de un móvil en relación a un marco de referencia, un movimiento a lo largo de una línea recta de manera uniforme, es decir, con velocidad constante.

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Sabiendo que, para tener movimiento, las dos constantes (variación espacial y variación temporal) son diferentes de cero.

Variación de espacio (ΔS): diferencia entre la posición ocupada por el objeto en el instante final (SF) observación y en el momento inicial (SI).

Variación de tiempo (Δt): diferencia entre el instante final (tF) de observación y en el momento inicial (tI).

La velocidad calculada de esta manera se llama velocidad media porque entre el intervalo de tiempo utilizado, la variación del espacio puede ocurrir de diferentes formas a la final o la inicial. Por ejemplo, si hacemos un viaje de 80 km en 1 hora, podemos decir que la velocidad media en este período de tiempo fue de 80 km / h. Pero sabemos que durante este viaje el coche iba más rápido en ocasiones que en este y en otras a menor velocidad. Sin embargo, si nos acercamos cada vez más a los instantes final e inicial, las posibilidades de que el espacio sufra variaciones cada vez menores son mayores. Por lo tanto, Δt se vuelve cada vez más pequeño, más y más cerca de 0 (pero nunca es 0 en absoluto). Entonces tendremos la velocidad escalar instantánea.

Velocidad media:

Velocidad instantánea:

(leer el límite de Δt que tiende a cero)

Si tomamos la relación de velocidad:

Y para ponerlo en otro formato, teniendo en cuenta las variaciones de espacio y tiempo, tenemos:

Considerando tI, hora de inicio, como cero:

aquí está el función temporal del espacio Se llama así porque, conociendo la velocidad y la posición inicial de un cuerpo, podemos predecir su posición final a lo largo del tiempo.

El movimiento que describe un cuerpo se puede clasificar según su orientación en relación con el camino recorrido.

Movimiento progresivo: cuando el cuerpo se mueve en la misma dirección que la trayectoria.

Objeto y trayectoria en la misma dirección.

Así, la posición ocupada por el cuerpo aumenta con el tiempo y la velocidad escalar es positiva.

Movimiento retrógrado: cuando el cuerpo se mueve en dirección opuesta a la trayectoria.

Objeto y trayectoria en direcciones opuestas.

En este caso, la posición ocupada por el cuerpo disminuye con el tiempo y la velocidad es negativa.

Si producimos una gráfica de esta ecuación, una de las posibilidades es esta:

El gráfico de arriba muestra un cuerpo con velocidad positiva. Tenga en cuenta que cuando comenzamos a mantener el tiempo (t = 0) el cuerpo no está en el punto 0 como posición inicial (S0 – distinto de cero).

Aquí, un ejemplo de velocidad negativa. También contrariamente al gráfico anterior, el cuerpo inicia el movimiento junto con la cuenta del tiempo, por lo que la posición inicial es cero y va en sentido contrario a la trayectoria (posición negativa) que caracteriza un movimiento retrógrado.

Ejemplo

Un rover dado se mueve en una trayectoria recta (MRU) de acuerdo con la función horaria S = 4 + 28t. Pedir:

  • a) Determine su espacio inicial (SO).
  • b) La velocidad del móvil en el tiempo t = 2s.
  • c) El espacio móvil en t = 3s.
  • d) Variación del espacio en los primeros 5 segundos.

Resolución

  • a) Como S = SO + vt y tenemos S = 4 + 28t, S0 = 4 m
  • b) Como el móvil está en MRU, su velocidad es constante. Si S = S0+ vt y tenemos S = 4 + 28t, v = 28 m / s
  • c) S = 4 + 28t, para t = 3s solo sustituye, S = 4 + 28.3 = 88m
  • d) Solo encuentra S5. Por función tenemos S5 = 4 + 28,5 = 144 m

Referencias:

Los fundamentos de la física – Modern Plus. Ramalho, Nicolau y Toledo. Vol. 01. Moderno. 11ª Ed. SP. 2016

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