EL MOVIMIENTO

 1.           LA MEDICIÓN

La medición es una manera de describir objetos o eventos, comparándolos con un patrón establecido, dándoles un valor numérico expresando este valor seguido del símbolo característico de la magnitud que se esté midiendo.

Por ejemplo, cuando quieres determinar cuál es tu altura utilizas 1 metro (patrón de medida) y al comparar tu estatura con el metro. Este ejercicio te arroja un valor numérico que escribes junto con el símbolo de la magnitud (m o cm, según sea metros o centímetros). Así específicas que te estás refiriendo a tu altura y no a otra característica como tu masa.

 

1.1     MAGNITUDES FÍSICAS

Toda característica de un cuerpo o evento susceptible a ser medida se conoce como magnitud física. Así coma por ejemplo, la distancia y el tiempo son magnitudes físicas que se miden para explicar cómo se desplaza un objeto.

Existen varias clases de magnitudes las cuales se definen de acuerdo con distintos criterios. Para nuestro propósito, las clasificamos en dos: magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.

·        Magnitudes fundamentales se caracterizan porque su medición, en la mayoría de los casos, puede hacerse directamente utilizando instrumentos específicos o porque, para ser determinadas, no dependen de otra magnitud son ejemplos de magnitudes fundamentales la longitud, la masa, el tiempo, la temperatura, entre otras.

·        Las magnitudes derivadas se caracterizan porque surgen de las relaciones que se establecen entre las magnitudes fundamentales. Por ejemplo, la magnitud rapidez es el cociente entre la magnitud longitud y la magnitud tiempo.

 

1.2     SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS SI

A lo largo de la historia de la humanidad han existido diferentes patrones de medidas dependiendo de los acuerdos establecidos entre las personas para medir una característica.

Sin embargo, se requiere de sistemas universales para estandarizar las medidas a nivel mundial, es decir, para unificar los patrones de medida en todos los países uno de ellos es el sistema internacional de medidas que fue establecido en 1960.

 

El sistema internacional (SI) , cuya base corresponde al sistema métrico decimal (SMD), es un conjunto de unidades de medida que aumentan o disminuyen con base en potencias de 10. los acuerdos establecidos con respecto a este sistema se dan gracias a la Conferencia General de Pesos y Medidas la cual tiene presentación en la mayoría de países.

 

Magnitudes fundamentales del sistema internacional (SI)			Algunas magnitudes derivadas
Magnitud	Unidad de medida		Magnitud	Unidad de medida
Longitud (L)	Metro (m)		Área  (A)	M2
Masa (M)	Kilogramo (kg)		Densidad (ρ)	g/cm3
Tiempo (t)	Segundo (s)		Fuerza (F)	Kg ·m/s2
Temperatura (T)	Kelvin (°k)		presión (P)	N/m2
			Rapidez (r)	m/s2
			Volumen	M3

 

1.3     SISTEMA INGLÉS DE UNIDADES

Otro sistema de medida utilizado en los países como Inglaterra y Estados Unidos el sistema inglés. La medida más conocida de este sistema son para magnitudes de longitud: la pulgada(pul) que equivale a 2,54 cm; el pie que equivale a 30,48 cm, y la milla que equivale a 1609 km.

Magnitud	Unidad de medida
Longitud (L)	pie (p)
Tiempo (t)	segundo (s)
Masa (M)	slug
Temperatura (T)	Fahrenheit (°F)

 

ACTIVIDAD 1

 1.           Indica si son magnitudes o no

•            La distancia entre dos pueblos:
•            La felicidad:
•            La capacidad de sonreír
•            La capacidad de la memoria de tu ordenador.

 2.           Elige la magnitud adecuada para cada situación y si es magnitud fundamental o derivada.

• La altura de un edificio.
• La capacidad del tanque es de 5000 litros o 5 m³.
• Son las 10 de la mañana.
• En Ocaña hace 17°en las mañanas.
• Mi casa tiene 80 metros cuadrados
• La moto pasó a 80 km/h
• Pedro mide 1,83 metros.

2.           EL MOVIMIENTO

El movimiento se define como el cambio de posición que experimenta un cuerpo con respecto a un punto fijo a medida que avanza el tiempo.

Para comprender mejor el movimiento, analicemos el siguiente ejemplo.

A primera vista, parece sencillo determinar si un cuerpo se mueve o no. Imagina qué estás esperando en la parada de buses y ves que éste se aproxima; puedes percibir que va pasando por delante de las distintas edificaciones hasta que llega donde tú estás. Es claro que el bus se mueve y tú, no.

 

subes al bus, te sientas cerca de una ventanilla y el bus arranca. Aparentemente, no te mueves de tu asiento, como cuando estabas en el paradero. sin embargo, por tu ventanilla puedes ver que las edificaciones del camino pasan entre tus ojos continuamente. Puedes asegurar que no te mueves con respecto al bus, pero si lo haces para cualquier persona que te observa desde la calle.

 

2.1     EL MOVIMIENTO ES RELATIVO

Cuando está sentado en el bus en marcha, te mueres con respecto a un observador que tiene como sistema de referencia a la calle, pero no te mueves con respecto a otro observador que está dentro del bus. por eso se dice que el movimiento es relativo, ya que una misma situación se puede percibir de formas diferentes.

2.2     SISTEMA DE REFERENCIA

Un sistema de referencia es un conjunto de puntos que utilizamos para determinar si un cuerpo se mueve. decimos que un cuerpo está en movimiento si cambia de posición con respecto a un sistema de referencia a medida que pasa el tiempo, y está en reposo, si su posición no cambia.

3.           LA POSICIÓN

Para estudiar el movimiento de los cuerpos debemos conocer su posición. la posición indica la distancia que separa al cuerpo en movimiento con respecto al punto.de partida y la dirección a la que se dirige con respecto a un sistema de referencia.

 

4.           TRAYECTORIA

La trayectoria es el camino que traza el móvil en su recorrido si la trayectoria describe una línea recta decimos que es un movimiento rectilíneo. si la trayectoria es curva, hablamos de movimiento circular, y si la curva tiene forma de parábola, hablaremos de movimiento parabólico. en las imágenes de la pista y el circuito de carreras la trayectoria (en rojo), es el camino seguido por el móvil.

1.           DISTANCIA RECORRIDA

La medida de la trayectoria descrita por un cuerpo, expresada en unidades de longitud, se denomina distancia recorrida.

 

2.           DESPLAZAMIENTO

Se llama desplazamiento de un móvil a la línea recta que éste describe desde el punto donde inicia el movimiento hasta el punto donde termina el movimiento. recuerda que el desplazamiento sólo coincide con la distancia recorrida por el móvil cuando la trayectoria es una línea recta. en las ilustraciones A Y B, la línea de color negro corresponde al desplazamiento del móvil.

Ejemplo

Analiza la siguiente información

Una hormiga sobre una hoja de papel milimetrado ha recorrido el camino marcado en azul. El insecto se ha movido desde la posición inicial (1, 2) hasta la final (5,5). En un plano cartesiano se representan las diferentes posiciones que ocupa la hormiga mientras se desplaza.

 

Traza con una línea roja el desplazamiento de la hormiga.

Responde

Ø   ¿A cuántos milímetros corresponde el desplazamiento?

Como su desplazamiento fue de 5 cm, pasamos los centímetros  a milímetros.

Cada centímetro equivale a 10 milímetros, entonces 5 × 10 = 50,  luego el desplazamiento es de 50 mm.

 

Ø   ¿Qué se puede decir de su trayectoria?

Podemos observar que su movimiento no es rectilíneo porque su trayectoria no describe una línea recta. Tampoco es circular porque no forma una circunferencia

 

Ø   ¿El espacio recorrido por la hormiga es mayor que su desplazamiento? justifica tu respuesta?

Si, el espacio recorrido por la hormiga es mayor que su desplazamiento porque si colocamos un hilo siguiendo su trayectorias (color azul) y después la comparamos con su desplazamiento podemos observar que el hilo (representa la trayectoria) tiene más distancia que el desplazamiento (color rojo).

 

3.           LA REGLA DEL MOVIMIENTO

Estamos familiarizados con unos movimientos más que con otros. por ejemplo, sin comparamos el movimiento de una liebre con el movimiento de una tortuga fácilmente puedes conocer que la liebre se mueve rápidamente y que la tortuga se mueve lentamente pero, si te dicen que compares el movimiento de un huevo Pardo con el de una liebre, ¿qué podrías decir?

para comprender objetivamente el movimiento de los cuerpos debemos tener en cuenta las reglas del movimiento que abarcan 3 conceptos fundamentales: rapidez, velocidad y aceleración.

 

7.1     RAPIDEZ

La rapidez se define como: la prontitud con la que se mueve algo. analiza la siguiente situación: clara y diana realizan una carrera de 100 metros desde el parque (punto A) hasta el colegio(punto B). sí clara tarda 10 segundos y diana 20 segundos en llegar, decimos que clara se movió más rápido porque recorrió la misma distancia en un menor tiempo.

 

De acuerdo con lo anterior, podemos concluir que la rapidez es una magnitud que mide la distancia recorrida en un período de tiempo, y se calcula mediante la expresión matemática:

La rapidez se expresa comúnmente en m/s o km/h y se lee metros por segundo o kilómetros por hora, respectivamente. el símbolo diagonal (/) se lee “por”, y quiere decir: “dividido entre.”

 Según la expresión anterior, la rapidez de clara fue:

Y la rapidez de Diana fue:

7.1.1  Rapidez media y rapidez instantánea

En las vías de la ciudad se puede observar cómo un vehículo se detiene y avanza en repetidas ocasiones durante todo su recorrido debido a los semáforos y los embotellamientos, entre otras causas.

 

En estos casos, la rapidez del carro no siempre es la misma pero se puede medir de 2 formas diferentes una forma es la rapidez media qué es un valor promedio de todas las rapideces del vehículo durante el recorrido. la otra forma es calcular la rapidez instantánea que es la medida de la rapidez en cada instante de tiempo y puede cambiar mientras que avanza el móvil.

 

7.2     VELOCIDAD

Es muy común confundir el concepto de velocidad con el de rapidez pues solemos utilizar indiscriminadamente sin reconocer cuál es la diferencia entre uno y otro. por ejemplo, cuando se observa un carro de carreras usualmente decimos que se mueve velozmente o muy rápido:.

 

En física, la velocidad se define como el cambio de posición de un móvil en un instante de tiempo, teniendo en cuenta la dirección hacia donde se dirige. por ejemplo, un barco en altamar indica la velocidad de movimiento cuando dice la rapidez con qué lo hace y la dirección hacia donde se dirige o, se puede indicar la velocidad de un automóvil cuando, además de decir su rapidez, se informa la dirección a la que se dirige, por ejemplo,

 

A una magnitud como la velocidad que especifica tanto dirección como cantidad, se le denomina magnitud vectorial. las magnitudes, como la rapidez, que sólo describen cantidades, se le denomina magnitudes escalares.

 

7.2.1  velocidad constante y variable

Un cuerpo que se mueve en línea recta tiene una rapidez y una velocidad constante pues ambas magnitudes no varían., ahora si el cuerpo en movimiento describe un círculo en su trayectoria, su rapidez es constante pero su velocidad es variable. de acuerdo con lo anterior la velocidad constante implica que un movimiento debe desplazarse describiendo una línea recta a una rapidez constante y velocidad variable implica que un móvil tenga cambios en su rapidez, en su velocidad o en ambas.

 

7.3     ACELERACIÓN

Al desplazarse en un bus bueno un automóvil dentro de la ciudad rara vez se viaja a una velocidad constante. La velocidad durante el recorrido puede variar cuando, por ejemplo, hay que girar a la izquierda o a la derecha o cuando se debe frenar por el cambio de luz en el semáforo o cuando nuevamente se inicia el movimiento. las variaciones de velocidad de un cuerpo en movimiento en el tiempo se denominan aceleración.

Analiza la siguiente tabla que registra el movimiento de un objeto.

 

Tiempo (en segundos)	Velocidad (en m/s)
0	0
1	5
2	10
3	15
4	20

 

Al interpretar la tabla podemos decir que el movimiento por cada segundo transcurrido aumentó su velocidad en 5m/s. este cambio de velocidad en el tiempo es lo que entendemos por aceleración.

Las unidades habituales de medidas son m/s² y se lee: “metros por segundo cuadrado” que indica que, cada segundo su rapidez aumentó. observa que en la fórmula entran dos veces unidades de tiempo: la primera corresponde a la velocidad y la segunda, al intervalo de tiempo en que cambió la velocidad.

 

 

7.3.1  Implicaciones de la aceleración

El término aceleración se aplica a eventos en los cuales hay aumento o disminución de la velocidad, situaciones que ejemplifican esto se viven diariamente., Por ejemplo, al desplazarnos en un bus está acelera cada vez que reinicia el movimiento. Esta aceleración se percibe como algo que nos hace recargarnos más contra el asiento. cuando el bus se detiene está desacelerando, y se percibe como un Jalón hacia delante. en otro caso tiene lugar cuando nos como vemos en trayectoria curvas, así lo hagamos a una rapidez constante, estamos acelerando pues cambiamos de dirección, por tanto, hay variación de velocidad. en este caso, percibimos la aceleración cuando nos sentimos impulsados hacia un lado u otro. la idea clave en estas dos situaciones es que la aceleración implica un cambio.

 

 

ACTIVIDAD

1.           Escribe V, si el enunciado es verdadero o F, si es falso

Ø   El volumen del agua de una piscina corresponde a una magnitud fundamental (  )

Ø   La pulgada es una unidad de medida de longitud (  )

Ø   Cuando un vehículo se detiene en un semáforo y después empieza a moverse, realiza un movimiento con velocidad constante. ( )

Ø   La rapidez se diferencia de la velocidad porque la velocidad indica la dirección del movimiento ( )

2.           Escribe sobre la línea a que tipo de magnitud se refiere cada información.

Ø   La distancia entre Bogotá y Medellín es 443 km. _____________

Ø   La rotación de la tierra sobre su eje tarda 24 horas.  __________

Ø   Miguel necesita llevar un listón de madera de un metro a la clase de artes. __________

Ø   El camión cargó 5.000 kilogramos de cemento a la construcción. ____________

3.           Lee la siguiente situación.

Laura sale de su casa hacia el colegio. Luego, cuando termina su jornada académica, asiste a su clase de piano; finalmente, regresa a su casa.

Responde.

Ø   ¿Cuál fue el desplazamiento de Laura?

Ø   ¿El desplazamiento hace referencia a la distancia que recorrió Laura? explica tu respuesta.

Ø   si la distancia recorrida por Laura es 600 metros, ¿Qué distancia hay de la casa de Laura al colegio teniendo en cuenta que esta es la tercera parte de la distancia recorrida?