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Prof. Pedro Eche Querevalú CTA 5to de Secundaria 2012
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Presentación El estudio del movimiento se denomina cinemática, palabra que viene del griego kinema, que significa movimiento. La Cinemática es el estudio de los movimientos en función del tiempo independientemente de las interacciones que lo producen. La cinemática agrega el concepto de tiempo, por lo tanto, su estudio solamente necesita las unidades de longitud y tiempo. Cinemática es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo.
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Contenido Temรกtico LA MECร NICA MOVIMIENTO ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME GRAFICA x - t GRAFICA v - t EJERCICIOS
PROBLEMA
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LA MECÁNICA La mecánica (Griego Μηχανική y de latín mechaníca o arte de construir una máquina) es la rama de la física que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en cuatro bloques principales.
La mecánica es la rama de la física que estudia los movimientos y las fuerzas que los producen. La Cinemática describe el movimiento sin analizar sus causas que lo producen.
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MOVIMIENTO En mecánica, el movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición en el espacio que experimentan los cuerpos de un sistema con respecto a ellos mismos o a otro cuerpo que se toma como referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria. La descripción y estudio del movimiento de un cuerpo exige determinar su posición en el espacio en función del tiempo. Para ello es necesario un sistema de referencia o referencial. La posición de un cuerpo, considerado como un punto material o una partícula, sobre la recta, es determinada por su abscisa con respecto a un punto de origen. Si esta posición permanece invariable al transcurrir el tiempo, es decir si su abscisa es constante, diremos que el cuerpo se encuentra en reposo con respecto al origen.
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ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO SISTEMA DE REFERENCIA
ACELERACIÓM MEDIA
POSICIÓN
MÓVIL
TRAYECTORIA
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
VELOCIDAD
DESPLAZAMIENTO
RAPIDEZ MEDIA
DISTANCIA RECORRIDA
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Todo cuerpo que realiza movimiento.
Tigre
Auto carrera
Atleta
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
Avi贸n
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Es la l铆nea descrita por el m贸vil durante su recorrido. Esto depende del sistema de referencia.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Es el lugar desde donde se observa y se describe el movimiento de un m贸vil. Se le asocia un sistema de coordenadas y un sistema temporal. Tambi茅n se define: SR como el punto o conjunto de puntos con respecto a los cuales se describe un movimiento. Por ejemplo: cuando sales a caminar por las calles donde vives, tu sistema de referencia puede ser la puerta de tu casa, una planta, o un punto del suelo.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
Sistema de referencia en 3D
SIGUIENTE
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Es aquel sistema que se encuentra fijo a tierra en reposo, es ideal; ya que en la realidad no es asĂ.
SIGUIENTE
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Es el lugar desde donde se observa y se describe el movimiento de un m贸vil. Se le asocia un sistema de coordenadas y un sistema temporal.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Es el lugar del espacio que ocupa un cuerpo con respecto a un lugar tomando como referencia.
Es el que indica en cada instante la posici贸n con respecto a un origen de coordenadas.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Es una magnitud vectorial que nos expresa el cambio de posici贸n que experimenta un cuerpo y se representa por un vector.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Es la longitud del camino recorrido por el m贸vil, puede expresarse en unidades de longitudes tales como: cm, m, km.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Es una magnitud vectorial que nos muestra la rapidez con la cual el m贸vil cambia de posici贸n, se expresa en el sistema internacional en: m/s, pero es frecuente expresarlo en kil贸metros por hora km/s. La equivalencia entre m/s y km/h es: 1m/s = 3,6 km/h
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Es una magnitud que mide la distancia recorrida sobre el tiempo transcurrido.
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Esta magnitud vectorial provoca en el m贸vil un cambio en la velocidad en un cierto intervalo de tiempo. El vector v es el vector diferencia entre Vf y Vi En el SI la aceleraci贸n se mide en metros por segundo cuadro (m/s2)
ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO
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Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. El MRU se caracteriza por: Movimiento que se realiza sobre una línea recta. Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez. Aceleración nula.
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Los cambios de posición y de la velocidad en función del tiempo de un cuerpo pueden analizarse mejor usando gráficas.
Está gráfica se construye representando el tiempo t en el eje de las abscisas y la posición x (m en la gráfica) en el eje de las ordenadas y uniendo los puntos (t, m) que se van obteniendo. En MRU el desplazamiento se obtiene con la diferencia de dos posiciones, podemos expresar la posición de un móvil en función del tiempo. V=d/t
d= v t
x – x0 = v t x = x0 + v t
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Los cambios de posición y de la velocidad en función del tiempo de un cuerpo pueden analizarse mejor usando gráficas.
Está gráfica se construye representando el tiempo t en el eje de las abscisas, la velocidad v en el eje de las ordenadas y uniendo los puntos (t, v) que se van obteniendo. La velocidad en el MRU es constante en el tiempo, entonces la gráfica (v – t) es un segmento de recta horizontal. El área debajo de la gráfica (v-t) indica el desplazamiento en un intervalo de tiempo determinado.
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Ejercicio 1 Ejemplo 1: La luz proveniente del sol tarda 8.3 minutos en llegar a la Tierra. La rapidez de la luz es de 3 X 108m/s. ¿A cuántos metros de distancia está la Tierra del Sol? Datos: t = 8.3 min= 8.3 min X 60s/min = 498 s V=3 X 108m/s d=? Ecuación: V=d/t despejando para d, d=vt Sustituyendo los valores correspondientes: d=(3 X 108m/s) (498s) = 1494 x 108 m= 1,494 X 1011m
Respuesta: la distancia entre la Tierra y el Sol es de 1,5 X 10 11m CONTINUA>>
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Ejercicio 2 Encuentra el desplazamiento del avión de la gráfica de la derecha, cuando este se mueve a velocidad constante durante: a) 1s, b) 2s, c) 3s Datos: Se conoce la velocidad que es v=25m/s, Norte, sabemos el cambio del tiempo que es Δt= 1s, 2s y 3s. Se desconoce el cambio en el desplazamiento Δd. v = 25m/s Δt = 1s, 2s y 3s Δd = ?
Estrategia: El desplazamiento es el área bajo la curva o Δd = v Δt Cálculos: a. Δd = v Δt= (25m/s) (1s) = 25 m b. Δd = v Δt = (25m/s) (2s) = 50m c. Δd = v Δt = (25m/s) (3s) = 75m = 80m - Respuestas
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Problema de aplicación En la figura muestra la gráfica (x-t) de un auto. Calcula la velocidad y la distancia que recorre en 10h. Solución: 1.- Calculamos la velocidad con la pendiente de la recta. Como no tenemos puntos conocidos, calcularemos la pendiente con la tangente del ángulo que forma la recta con la horizonta. v = pendiente = tan 37° = + 0,75 km/h. 2.- Calculamos la distancia recorrida que coincide con el módulo de desplazamiento. d = v t = (0,75 km/h) (10h) = + 7,5 km
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Recursos Haz clic en “Actividades interactivas” para ingresar para desarrollar las actividades educativas lúdicas
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Créditos Imagen de portada http://marcossegura.info/cinematica.htm Concepto de cinemática http://es.wikipedia.org/wiki/Cinem%C3%A1tica Teoría – distancia http://www.skoool.com.pe/recursos/6to/cta/graficos_distancia/index.html Medición de la velocidad – ejercicio - interactivo http://www.skoool.com.pe/recursos/7mo/cta/medicion_velocidad/index.html
Skoool Perú http://www.skoool.com.pe/7c_cta_fis_tec_amb.htm Web del MRU – teoría y practica http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/cinematica/rectilineo/rectilineo/rectilineo.xhtml
Trayectoria http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/cinematica/cine111.htm?0&0 Gráficas http://sites.google.com/site/timesolar/posicionvstiempo Ciencia Tecnología y Ambiente 5 Manual del docente Editorial Santillana.