Física I

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MRUA

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

Fisica IPráctica realizada por: Ing. Gerardo Sarmiento Díaz de León Docente CETis 63 Ameca Fisica II

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Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

El MRUV es un movimiento en el cual un móvil se desplaza en línea recta a una velocidad que varía de manera uniforme a lo largo del tiempo. Esta velocidad puede aumentar (y en ese caso el movimiento es acelerado) o disminuir (desacelerado). Al variar la velocidad en el tiempo, en tiempos iguales recorre distancias distintas. La aceleración tiene un valor distinto de cero (positivo o negativo). El espacio varía con el cuadrado del tiempo.

La tasa de variación de la velocidad se denomina aceleración. Su valor puede ser positivo o negativo. La aceleración es una magnitud vectorial con lo cual, además de un módulo, tenemos una dirección y un sentido.

Un signo negativo en la aceleración no necesariamente significa que la velocidad esté disminuyendo en valor absoluto. Puede estar aumentando en el sentido contrario al positivo del sistema de referencia fijado.   Si la velocidad viene disminuyendo y se hace cero sin que cambie la aceleración, el móvil se detendrá y comenzará a moverse en sentido contrario, esta vez aumentando su velocidad en valor absoluto. El vector que sí cambia de signo es el de la velocidad cuando comienza a moverse para el otro lado, pero la aceleración en este caso será la misma.

Por este hecho aparece una nueva magnitud llamada aceleración. La aceleración está representada por la fórmula: a = (Vf – Vi) / T La a es la aceleración, Vi es la velocidad del inicio y Vf es la velocidad final.

  Para calcular la distancia recorrida se usa la siguiente fórmula: D = Vi . T +/- ½ . a . T2 El signo positivo del segundo miembro se usa cuando el movimiento experimenta un aumento en su velocidad. Es una aceleración positiva. El signo menos se usa en situaciones de descenso de la velocidad, o sea una aceleración negativa. Aquí vemos otra diferencia con respecto al MRU en el cual la distancia se calcula de forma mucho más sencilla. Con respecto a los gráficos, también veremos otros distintos. La gráfica de la distancia en función del tiempo tiene una forma parabólica. Esto es porque en la formula de la distancia podemos observar que la relación entre la distancia y el tiempo es cuadrática, o sea, responde a una función cuadrática. Cuando se tienen valores reales es importante colocar la unidad de cada magnitud. Para la distancia por ejemplo en metros y para el tiempo en segundos.

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� Cuando graficamos la velocidad versus el tiempo observaremos que esta relación corresponde a una función lineal. Ya que se arma a partir de la fórmula de aceleración. La velocidad puede expresarse en mts/seg o Km/h y el tiempo en horas o en segundos.

� El último gráfico es la relación entre la aceleración y el tiempo. Para entenderlo mejor se grafica un ejemplo con valores. La a se expresa en mts/seg2 y el tiempo en seg. Se ve que un móvil que posee una a de 2 mts/seg2 y luego de un tiempo frena cambiando a una a negativa de por ejemplo 3 mts/seg2.

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Fórmulas

Df= Distancia Final (También puede ser la letra X) Di= Distancia inicial Vi= Velocidad Inicial Vf= Velocidad Final A= Aceleración T= Tiempo Tf= Tiempo Final Ti=Tiempo Inicial

Existe una ecuación (derivada de las demás) que relaciona las velocidades inicial y final con el espacio recorrido y la aceleración (sin tener que conocer el tiempo)

Problemas de Ejemplo:

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PRACTICA

Objetivo Medir el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

Objetivo Didáctico Que el alumno aprenda a reconocer el movimiento variado y Calcular su velocidad y desplazamiento observando los resultados en un gráfico de líneas.

Materiales 1 Base Metálica 1 Barilla Sinfin 1 Carrito HotWells 1 Rampa 1 Cronómetro 1 Camara Fotográfica (Fotos y Video) 1 Transportador

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Armar todo el equipo con un ángulo de inclinación de 20º y desplazar el carrito tomando el tiempo que tarda en desplazarse por la rampa (realizar esto 5 veces) Toma fotografías y video.

Análisis con Logguer Pro

La Ventaja de Logguer Pro es que nos muestra con exactitud la gráfica de movimiento Que es una curva en ascenso

Desplazamiento Distancia Tiempo Angulo

D1

D2

D3

D4

D5

Promedios

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Actividades

1.- Un auto marcha a una velocidad de 90 km/h. El conductor aplica los frenos en el instante en que ve el pozo y reduce la velocidad hasta 1/5 de la inicial en los 4 s que tarda en llegar al pozo. Determinar a qué distancia del obstáculo el conductor aplico los frenos, suponiendo que la aceleración fue constante.

2.- Un camión viene disminuyendo su velocidad en forma uniforme, de 100 km/h a 50 km/h. Si para esto tuvo que frenar durante 1.500 m. Calcular:

a) Que desaceleración Produjeron los frenos b) Cuanto tiempo empleo para el frenado

3.- Dos cuerpos salen de un mismo punto, con velocidades respectiva de 40m/s aceleración de 3m/s2 y 70m/s, si salen con igual dirección y sentido contrario y el primero sale 4s antes. ¿Qué distancia los separa a los 14s de que partió el segundo? Nota: Aplicar el Tiempo Total

4.- Un móvil se desplaza a 50 m/s cuando inicia un movimiento acelerado de aceleración de 1.8 m=s2 ¿Que rapidez tendrá cuando haya recorrido 600 m y que tiempo tardo en recorrerla? Nota Tomar la formula de la Vf

5.- Un cuerpo se mueve, partiendo del reposo, con una aceleración constante de 8 m/s2. Calcular: a) la velocidad que tiene al cabo de 5 s, b) la distancia recorrida, desde el reposo, en los primeros 5 s.

6.- La velocidad de un vehículo aumenta uniformemente desde 15 km/h hasta 60 km/h en 20 s. Calcular a) la velocidad media en km/h y en m/s, b) la aceleración, c) la distancia, en metros, recorrida durante este tiempo. Recuerde que para transformar de km/h a m/s hay que dividir por 3,6.

7.- Un vehículo que marcha a una velocidad de 15 m/s aumenta su velocidad a razón de 1 m/s cada segundo. a) Calcular la distancia recorrida en 6 s. b) Si disminuye su velocidad a razón de 1 m/s cada segundo, calcular la distancia recorrida en 6 s y el tiempo que tardará en detenerse

8.- Un automóvil que marcha a una velocidad de 45 km/h, aplica los frenos y al cabo de 5 s su velocidad se ha reducido a 15 km/h. Calcular a) la aceleración y b) la distancia recorrida durante los cinco segundos.

9.- La velocidad de un tren se reduce uniformemente de 12 m/s a 5 m/s. Sabiendo que durante ese tiempo recorre una distancia de 100 m, calcular a) la aceleración y b) la distancia que recorre a continuación hasta detenerse suponiendo la misma aceleración.

10.- Un móvil que lleva una velocidad de 8 m/s acelera uniformemente su marcha de forma que recorre 640 m en 40 s. Calcular: a) La velocidad media durante los 40 s. b) La velocidad final. c) El incremento de velocidad en el tiempo dado. d) La aceleración.

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BIBLIOGRAFIA

http://www.fisicapractica.com/aceleracion-mruv.php

www.hverdugo.cl

https://fisica1cetis63.wordpress.com

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AMECA .JAL.