3m unidad 0: movimiento rectilíneo y fuerza
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Unidad 0:Movimiento Rectilíneo y Fuerza
Liceo Bicentenario Viña del MarFÍSICA
Prof. Paula Durán Ávila3° medio 2014
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Objetivos:
•Diferenciar entre un escalar y un vector. • Inferir, a partir de la trayectoria y
desplazamiento, los conceptos de rapidez y velocidad.
•Calcular el concepto de aceleración a partir de cálculos matemáticos sencillos.
•Comprender y aplicar los conceptos de masa y peso.
•Aplicar las leyes de Newton a la solución de problemas.
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MAGNITUDES
ESCALARES
Quedan definidas con su módulo, es decir, con una cantidad más una unidad.
Ejemplo: 30 (metros/segundo)
VECTORIALES
Quedan definidas con:• Módulo• Dirección• Sentido
Gráficamente
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Ejercicio N°1A partir de la definición de vector y escalar,
determinar si las siguientes oraciones se refieren a un vector a un escalar.
1. Un auto va a 60 [km/h] norte-sur, sur.2. La temperatura de hoy es de 21°C3. La fuerza está dirigida hacia el centro
de la tierra. 4. Quedan 15 minutos para salir a recreo5. El auto se muevo a 100[km/h]
vectorescalar
vectorescalar
escalar
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Descriptores del Movimiento•Movimiento:
▫Cuando un móvil cambia su posición con respecto a un sistema de referencia a medida que pasa el tiempo Móvil: todo cuerpo
que se encuentra en movimiento
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Descriptores del Movimiento
•Vector Posición▫Vector que comienza en el origen del
sistema de referencia y llega hasta el punto de ubicación del móvil
2 4 6 8 10r10
r2
r
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Descriptores del Movimiento• Trayectoria
▫Camino recorrido por un móvil▫Permite clasificarlo entre circular
o recto
• Distancia Recorrida (d)▫Longitud de la trayectoria
• Desplazamiento ▫Cambio de la posición en línea
recta desde una posición inicial de la trayectoria hasta una posición final
r
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Ejercicio N°2
•Una hormiga realiza el siguiente movimiento, comienza en O y llega hasta B, luego se devuelve hasta D a continuación se dirige a C y desde ahí termina en A. Determina la distancia recorrida y el desplazamiento.
2 4 6 8 10 [cm]
0
A D C B
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Descriptores del movimiento•Rapidez media (vm)
▫Magnitud escalar▫Relación entre la distancia
recorrida y el tiempo empleado en recorrerlo
empleado tiempo
recorridadistancia v
t
dv
m
m
Unidades SI
vm Metros/segundos [m/s]
d Metros [m]Δt Segundos [s]
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Descriptores del Movimiento•Rapidez instantánea
▫Magnitud escalar▫Rapidez del móvil en un instante t
(tiempo cercano a cero)▫Ejemplo:
Rapidímetro o velocímetro
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Descriptores del Movimiento•Velocidad media ( )
▫Magnitud vectorial▫Relación entre el
desplazamiento realizado por el móvil con el intervalo de tiempo empleado
mv
empleado tiempo
entodesplazamiv
t
rv
m
m
Unidades SI
vm Metros/segundos [m/s]
Δr Metros [m]Δt Segundos [s]
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Ejercicio N° 3
•En los siguientes carteles qué es lo incorrecto-VELOCIDAD, YA
QUE NO INDICA NI DIRECCIÓN, NI
SENTIDO. DEBERÍA DECIR,
RAPIDEZ
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Ejercicio N° 4
•¿Qué es lo que significa que un vehículo tenga una rapidez de 60 [km/h]?
•Si quisiéramos expresar esta rapidez como velocidad ¿qué más tendríamos que saber?
Que a cada hora el vehículo recorre 60 [km]
Deberíamos saber su dirección y sentido
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Ejercicio n°5•Un niño camina desde 0 hasta A, en 3[s],
luego de A hasta B, en 1[s] y finalmente de B hasta C, en 5[s]. Determina:▫Distancia recorrida▫Desplazamiento ▫Tiempo empleado▫Rapidez media▫Velocidad media
[m]B A C
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Descriptores del Movimiento•Aceleración Media
▫Magnitud vectorial.▫Es la relación entre
la variación de velocidad que experimenta un móvil y el intervalo de tiempo en que se produce este cambio
ma
if
ifm tt
vv
t
va
Las unidades en SI:
[m/s2]
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Tipos de aceleración:• Acelerado
Aceleración Positiva La velocidad aumenta
• Desacelerado Aceleración negativa La velocidad
disminuye
if vv
if vv
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¿Qué significa que un auto acelere a 10[m/s2]?
•Qué cada 1[s], el auto aumenta su velocidad en 10[m/s]
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Ejercicio N°6
•Un motociclista viaja en una carretera recta variando su velocidad de 30[m/s] a 15[m/s] en un intervalo de 3 segundos.
a) ¿Cuál es la aceleración en [m/s2]?b) ¿El motociclista acelera o desacelera en
el intervalo de tiempo mencionado? Justifica
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EJERCICIO Nº 8
Un móvil circula a 20[m/s], frena y se detiene en 10[s]. La aceleración del frenado fue:
A) 4 (m/s2)B) 2 (m/s2)C) -2 (m/s2)D) -4 (m/s2)E) -8 (m/s2)
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C Aplicación
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Tipos de movimientos rectilíneos
•Movimiento rectilíneo uniforme.
•Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
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MRU
•Movimiento rectilíneo uniforme•Recorre distancias iguales en intervalos
de tiempo iguales.▫Velocidad = constante.▫Aceleración = cero.
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MRUA
•Movimiento relativo uniforme acelerado▫La distancia cambia con el tiempo▫La velocidad cambia con el tiempo▫La aceleración permanece constante en el
tiempo. (La aceleración puede ser positiva o negativa)
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Fuerza
•Es un vector•Interacción entre cuerpos•Suma de fuerzas Fuerza Neta o
Resultante•Unidad de medida del SI es Newton [N]
F
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1° Ley de Newton
“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo
uniforme, a menos que un agente externo, fuerza neta sobre él, lo cambie de ese
estado.”
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2° Ley de Newton“Si sobre un cuerpo actúa una fuerza
neta, éste adquiere una aceleración que es directamente proporcional a dicha fuerza neta e inversamente
proporcional a su masa.”
maF Unidad Símbolo Unidad SI
Fuerza F [N]
Masa m [kg]
Aceleración a [m/s2]
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3° Ley de Newton
“Si un cuerpo A está ejerciendo una fuerza (ACCIÓN) sobre un
cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce una
fuerza (REACCIÓN) de igual módulo y
dirección, pero de sentido opuesto sobre el
cuerpo A.”
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Ejemplo
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EJERCICIO Nº 11
Si sobre una caja de 2 [kg] de masa, apoyada sobre una superficie lisa, actúan dos fuerzas horizontales, tal como indica la figura, ¿cuál es la aceleración de la caja?
A) 5 [m/s2]B) 4 [m/s2]C) 3 [m/s2]D) 2 [m/s2]E) 1 [m/s2]
B Aplicación
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N12 N4m
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Fuerza de Gravedad o Peso
• Medida de qué tanta fuerza ejerce la gravedad sobre un objeto.
• La fuerza peso siempre está dirigida hacia el suelo.
• En la Tierra g=9,8[m/s2]• La masa es la medida de
cuánta materia hay en un objeto.
mgFg
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EJERCICIO Nº 12
Un cuerpo pesa 125 [N] en la superficie terrestre. ¿Cuál es la masa de dicho cuerpo?
A) 1250 [kg]B) 125 [kg]C) 12,5 [kg]D) 1,25 [kg]E) Otro valor C
Aplicación
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Fuerza Normal• Fuerza de reacción a la
que ejerce un cuerpo al estar en contacto con una superficie.
• La fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie de contacto y dirigida hacia fuera.
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EJERCICIO Nº 13
Un cuerpo de masa “m” se desliza sobre una mesa horizontal sin roce, con una aceleración constante “a”. El módulo de la fuerza normal es _________ que el módulo del peso.
A) mayorB) mayor o igualC) igualD) menorE) menor o igual
C Conocimiento
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EJERCICIO Nº 14
Un objeto de m = 12 [kg] está suspendido, tal como indica la figura. El módulo de la fuerza neta resultante sobre él es:
A) –12 [N]B) 12 [N]C) 0 [N]D) –120 [N]E) 120 [N]
C Comprensión
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Contenidos Vistos:
•Descriptores del movimiento:▫Desplazamiento▫Rapidez y Velocidad▫Aceleración
•Tipos de movimiento•Fuerza•Leyes de Newton•Fuerza de gravedad
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