MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS

                                  Movimiento de los  cuerpos 

                                                                  

                                                           MOVIMIENTO

El movimiento se puede definir como el cambio de posición de un objeto en el espacio a lo largo del tiempo. Este cambio puede ser descrito en términos de desplazamiento, velocidad, aceleración y trayectoria. El movimiento puede ser clasificado en diferentes tipos, como el movimiento rectilíneo (en línea recta) y el movimiento circular, entre otros. En física, el estudio del movimiento se realiza a través de la cinemática, que se centra en describir cómo se mueve un objeto sin considerar las fuerzas que provocan ese movimiento.

                          

                                                                    Trayectoria 

La trayectoria es el recorrido o la línea que sigue un objeto al moverse y cambiar de lugar en el espacio. Se puede describir considerando diversas variables, como la forma del camino (recto, curvo, circular, etc.) y el tiempo que emplea en recorrerlo. La trayectoria puede representarse de manera gráfica en un sistema de coordenadas y es esencial en el estudio del movimiento, ya que facilita la comprensión de cómo se desplaza un objeto y las distintas posiciones que ocupa durante su trayecto.                                         

                                                              Desplazamiento                    

 El desplazamiento es una magnitud vectorial que representa el cambio de posición de un objeto desde un punto inicial hasta un punto final. Se define como la distancia en línea recta entre estos dos puntos y tiene en cuenta tanto la magnitud como la dirección. A diferencia de la distancia, que es una medida escalar y solo considera el recorrido total, el desplazamiento se centra en la diferencia de posición, independientemente del camino seguido. Por lo tanto, el desplazamiento puede ser positivo, negativo o cero, dependiendo de la dirección del movimiento.    

                                                

                                                                Tiempo                                      El tiempo es una magnitud física que permite medir la duración de los eventos y el intervalo entre ellos. Se utiliza para ordenar los acontecimientos en una secuencia y para cuantificar la duración de procesos  y fenómenos. En la vida cotidiana, el tiempo se divide en unidades como segundos, minutos, horas, días, meses y años. En la física, el tiempo es fundamental para describir el movimiento y los cambios en el estado de los sistemas, y se considera una de las dimensiones básicas del universo, junto con el espacio.

                                                     Distancia

La distancia es una magnitud escalar que representa la medida del espacio entre dos puntos en una trayectoria. Se expresa generalmente en unidades como metros, kilómetros, millas, entre otras. A diferencia del desplazamiento, que considera la dirección y es un valor vectorial, la distancia solo se refiere a la longitud total del recorrido realizado, sin importar la dirección del movimiento. Puede calcularse sumando las longitudes de cada segmento de la trayectoria seguida por un objeto durante su desplazamiento.

                                                                      Rapidez 

La rapidez es una magnitud escalar que indica la cantidad de distancia recorrida por un objeto en un intervalo de tiempo determinado. Se calcula dividiendo la distancia total recorrida entre el tiempo que ha tardado en realizar ese recorrido. La rapidez se expresa comúnmente en unidades como metros por segundo (m/s) o kilómetros por hora (km/h). A diferencia de la velocidad, que es un vector y tiene en cuenta la dirección del movimiento, la rapidez solo se ocupa de la magnitud y no considera hacia dónde se mueve el objeto.

                                  VELOCIDAD

La velocidad es una magnitud vectorial que indica el cambio de posición de un objeto en un intervalo de tiempo, considerando tanto la magnitud como la dirección del movimiento. Se calcula dividiendo el desplazamiento (el cambio neto de posición) entre el tiempo que ha transcurrido. La velocidad se expresa comúnmente en unidades como metros por segundo (m/s) o kilómetros por hora (km/h). A diferencia de la rapidez, que es escalar y solo tiene en cuenta la distancia recorrida, la velocidad proporciona información sobre hacia dónde se mueve un objeto, así como su rapidez en ese movimiento.

                                                                       Magnitud

La magnitud es una propiedad cuantificable de un objeto o fenómeno que puede medirse y expresarse numéricamente. En el contexto de la física, las magnitudes pueden ser escalares o vectoriales. 

Magnitudes escalares: Solo tienen un valor numérico y una unidad, como la temperatura, la masa o la distancia. Por ejemplo, "10 kg" o "25 grados Celsius".

Magnitudes vectoriales: Tienen tanto un valor numérico como una dirección, como la velocidad, la fuerza o el desplazamiento. Por ejemplo, "10 m/s hacia el norte".

La magnitud es fundamental para describir y analizar fenómenos físicos, ya que permite establecer relaciones cuantitativas entre diferentes variables.

                      Ejercicios de ejemplos

  Rapidez 

• Un cerdito que corre 20 metros hacia la derecha para comer una jugosa manzana, después camina hacia la izquierda 5 metros para comer una nuez, finalmente camina hacia la izquierda otros 25 metros para comer otra nuez. El tiempo total que le tomó al cerdito hacer todo lo anterior fue de 300 segundos. Calcular la velocidad promedio y la rapidez promedio del cerdito durante este tiempo.

Bien, vamos a desglosarlo:

1. Rapidez promedio (distancia total / tiempo total)

• Distancia total recorrida: $20+5+25=50$ metros

• Tiempo total: 300 segundos

• Rapidez promedio = $\frac{50\text{ metros}}{300\text{ segundos}}$ = 0.1667 metros por segundo

2. Velocidad promedio (desplazamiento total / tiempo total)

• Desplazamiento total: $20-5-25=-10$ metros (hacia la izquierda)

• Velocidad promedio = $\frac{-10\text{ metros}}{300\text{ segundos}}$ = -0.0333 metros por segundo

Así que la rapidez promedio del cerdito es 0.1667 m/s y la velocidad promedio es -0.0333 m/s (indicando dirección hacia la izquierda). 🐖📉

Velocidad

Un auto deportivo acelera desde el reposo hasta alcanzar 95km/h en 4.5s. ¿Cuál es su aceleración promedio en m/s2?

Caída libre

Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba con velocidad , ¿qué altura alcanza la pelota?, ¿cuál es el tiempo empleado por la pelota hasta caer al piso?

1. Altura máxima (h) alcanzada por la pelota:

$$h=\frac{v_0^2}{2g}$$

Donde:

• $v_0$ es la velocidad inicial.

• $g$ es la aceleración debida a la gravedad (9.8 m/s²).

2. Tiempo total (T) empleado hasta caer al piso:

El tiempo total será el doble del tiempo que toma para alcanzar la altura máxima, ya que el tiempo de subida es igual al tiempo de bajada.

$$T=\frac{2v_0}{g}$$

Estas ecuaciones te darán la altura máxima y el tiempo total empleado. Si tienes un valor específico para $v_0$, podemos hacer los cálculos concretos. 🏀📏

Aceleración