Física

Tipos de Movimiento

movimiento no uniforme

Física1470Actualizado 6 sept 20264 páginas

Guía de Examen de Cinemática 4 ESO | MRU, MRUA, MCU y Más

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La cinemática es la parte de la física que estudia el movimiento sin preocuparse por las causas que lo producen. Dominar estos conceptos te permitirá resolver problemas de movimiento rectilíneo, caída libre y movimiento circular con confianza.

EXÁMEN CINEMÁTICA (MRU, MRUA, MCU...) 4 ESO – página 1

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Encuentro de Móviles

¿Te has preguntado cuándo se cruzarán dos coches que van en direcciones opuestas? Este problema clásico de encuentro de móviles te enseña a calcularlo paso a paso.

Cuando dos objetos se mueven uno hacia el otro, como los ciclistas del ejercicio, usamos sus ecuaciones de posición para encontrar cuándo y dónde se cruzan. El ciclista A tiene xₐ = 25t, mientras que el ciclista B (que sale una hora después) tiene x_B = 120 - 40 $t-1$ .

La clave está en la condición de encuentro: igualamos las dos ecuaciones de posición. Al resolver 25t = 120 - 40 $t-1$ , obtenemos que se encuentran a los 2,5 horas a 62,5 km del pueblo A.

Truco clave: Siempre define bien tu sistema de referencia y ten cuidado con los desfases temporales cuando los móviles no salen al mismo tiempo.

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Caída Libre y Movimiento Circular

La caída libre es un movimiento uniformemente acelerado donde g = 10 m/s². Para calcular la altura, usas y = y₀ + v₀t + ½gt², y para la velocidad final, v = v₀ + gt.

En el movimiento circular uniforme, tres conceptos son fundamentales: la velocidad angular (ω), el periodo (T) y la velocidad lineal $v = ωR$ . El tiovivo del ejercicio gira a 10 rpm, que convertimos a 1,05 rad/s para trabajar en el Sistema Internacional.

La aceleración normal $a_n = v²/R$ siempre apunta hacia el centro y es responsable de que el objeto mantenga su trayectoria circular. Cuanto mayor sea el radio, mayor será tu velocidad lineal si la velocidad angular es constante.

Dato curioso: En los tiovivos reales, las personas en el borde exterior experimentan mayor velocidad lineal que las del centro, ¡aunque giren con la misma velocidad angular!

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Tipos de Movimiento y Análisis Gráfico

El movimiento circular uniforme ocurre cuando hay aceleración normal pero no tangencial. Esto significa que cambias de dirección constantemente pero mantienes la misma rapidez. Es como ir en una noria que gira a velocidad constante.

En cualquier sistema que gira, la velocidad lineal es mayor lejos del eje de rotación. Por eso en los tiovivos prefieres los caballos del borde si quieres más emoción: v = ωR, así que a mayor radio, mayor velocidad.

Para identificar si un objeto está frenando en las gráficas velocidad-tiempo, busca pendientes que se acercan a cero (la velocidad disminuye en valor absoluto). Las gráficas A y B del ejercicio muestran objetos que frenan, aunque se muevan en direcciones opuestas.

Consejo de examen: Siempre fíjate en si la velocidad aumenta o disminuye en valor absoluto, no solo en el signo. Un objeto puede moverse hacia atrás pero acelerar.

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Interpretación Avanzada de Gráficas

Las gráficas posición-tiempo requieren un análisis más sutil. La pendiente de la recta tangente en cada punto representa la velocidad instantánea. Si esta pendiente se hace menos pronunciada, el objeto está frenando.

En las gráficas de posición, un objeto frena cuando la pendiente disminuye gradualmente hacia cero. Las gráficas A y C muestran este comportamiento: el cambio de posición por unidad de tiempo es cada vez menor.

La diferencia clave está en entender que en gráficas v-t miras directamente la velocidad, pero en gráficas x-t debes analizar la pendiente para conocer la velocidad.

Tip visual: En gráficas de posición, una curva que se "aplana" indica frenado, mientras que una que se "empina" indica aceleración.

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