Física
Unidades: Cinemática
Introducción cinemática
La cinemática es una unidad fundamental dentro de la física, que se encarga de estudiar y describir cómo es el movimiento de algún cuerpo. Su principal objetivo es analizar cómo se mueven los objetos, observando u analizando variables como la posición, la velocidad, la rapidez, desplazamiento, aceleración del cuerpo en función del tiempo.
Actividad 1: Crucigrama, Cinemática:
Actividad 2: Laboratorio virtual cinemática:
Primer gráfico ( sin aceleración):
Preguntas;
B. Describir cada uno de los gráficos
1: Posición vs tiempo
En el primer gráfico se observa que el gráfico va avanzando, mostrando en este gráfico que la velocidad es de 12m/s, observando de igual manera que este al ir avanzando, la velocidad es constante y que como consecuencia no hay aceleración.
2: Velocidad vs tiempo:
En el segundo gráfico, se observa que la velocidad en todo momento se mantiene constante a medida que avanza el tiempo, por lo que si hay una velocidad constante, no existe un cambio en la velocidad, viendo de igual forma que no hay aceleración.
3: Aceleración vs tiempo:
En el tercer gráfico se observa como no hay una aceleración presente, y que como consecuencia esta tendría un valor equivalente a 0m/s². debido a que como bien se observó en el gráfico anterior no existen cambios en la velocidad.
C. Escribir la ecuación de itinerario para el movimiento
La ecuación de itinerario sería: ´´(x = x₀ + vt ) ´´
Y en el caso de la gráfica: ´´(x = -40m + 12m/s × t)''
D. Calcular la distancia total recorrida por la motocicleta hasta los 21 segundos
-Esta es la ecuación para determinar la distancia total: ´´( D = t × v )´´.
-Reemplazamos los valores: ´´( D = 21s × 12m/s)´´.
- Segundo con segundos se cancelan y posteriormente se múltiplica: ´´(D = 21 × 12m).
-Quedando como resultado: ´´(D = 252m).
-Este resultado representa que a los 21 segundos de recorrido a una velocidad de 12m/s, la motocicleta recorrió una distancia total de 252m.
Segundo gráfico (con aceleración de 2,5m/s²)
Preguntas:
A. ¿Qué diferencias existen entre el gráfico de posición vs tiempo, considerando el movimiento con y sin aceleración?
-En el gráfico de posición vs tiempo se observa que en el primer gráfico la pendiente es recta y viendo cómo esta va ascendiendo, mientras que en el segundo, se observa algo muy parecido, pero a diferencia del primero su pendiente se observa un poco más curva que recta si observamos este segundo gráfico.
B. Ahora, ¿Cuál es la distancia recorrida a los 15s? ¿Es mayor, menor, igual? Explique.
- Ocuparemos la misma fórmula para calcular: ´´( D = t × v )´´ y esta otra para el triángulo que se observa ´´( D = t × v × 1/2 )´´
-Ahora calcularemos el primer área que sería del triángulo, que posee velocidad de 28m/s y el tiempo que sería de 10s y calcularemos usando la fórmula: ´´( D = t × v × 1/2 )´´
- Reemplazamos y calculamos: ´´( D = 10s × 28m/s × 1/2 )´´
- Cancelamos segundos con segundos y multiplicamos los términos: ´´( D = 10 × 28m × 1/2 )´´
- Nos queda como resultado que la distancia recorrida en el área del triángulo fue de: ´´( D = 140m)
-Ahora calculamos el área del rectángulo, viendo que este posee velocidad de 12m/s y tiempo de 10s, ahora calcularemos usando la fórmula: ´´( D = t × v )´´
- Reemplazamos y calculamos ´´( D = 10s × 12m/s )´´
- Cancelamos segundos con segundos y multiplicamos los términos: ´´( D = 10 × 12m )´´
-Nos queda como resultado que la distancia recorrida en el área del triángulo fue de: ´´( D = 120m)
- Como último paso para determinar la distancia total recorrida, sumamos las distancias que nos dieron al calcular las áreas de las figuras
- Con este cálculo: ´´( D = 120m + 140m) ´´
- La distancia total sería de: ´´( D = 260m) ´´
-Es mayor su distancia total recorrida, ya que su velocidad no se mantuvo constante ,respecto a su velocidad inicial , sino que la velocidad fue aumentando, y si esta aumenta refiere a que va a recorre más distancia en un menor tiempo como bien se observa en el gráfico, viendo así que es mayor la distancia total recorrida.
C. ¿Qué sucede con la aceleración en ambos casos? Explique.
- En el primer caso no existe una aceleración, ya que esta es un movimiento uniforme rectilíneo, y además que no hay cambios en la velocidad, y en el segundo caso hay aceleración que es de 2,5m/s², reflejando así que la velocidad no es constante y que hay cambios en esta.