OBJETIVO DE HOY Definir los conceptos básicos de sistema de referencia, posición, desplazamiento y trayectoria mediante ejemplos típicos de movimientos rectilíneos en 1 dimensión
UNIDAD 1: MOVIMIENTO RECTILÍNEO TEMA 1: ASPECTOS ESENCIALES DEL ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS
CONCEPTOS RELACIONADOS CON EL MOVIMIENTO A ESTUDIAR:
PARA PODER DESCRIBIR EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS ES NECESARIO ESTABLECER UN CRITERIO COMÚN DE OBSERVACIÓN LO QUE LLAMAMOS ① SISTEMA DE REFERENCIA PERSPECTIVA DESDE LA CUAL SE REALIZAN LAS MEDICIONES DE UN EVENTO PLANO CARTESIANO
SISTEMA DE REFERENCIA ② POSICIÓN INICIAL FINAL INSTANTÁNEA EN CADA MOMENTO LUGAR EN EL ESPACIO RESPECTO AL ORIGEN DEL SISTEMA DE REFERENCIA DONDE SE UBICA EL MÓVIL PARA INICIAR EL MOVIMIENTO LUGAR EN EL ESPACIO RESPECTO AL ORIGEN DEL SISTEMA DE REFERENCIA DONDE SE UBICA EL CUERPO AL FINALIZAR EL MOVIMIENTO SE PUEDE MEDIR MAGNITUD VECTORIAL (FLECHA) QUE INDICA EL LUGAR DE UBICACIÓN DE UN CUERPO RESPECTO DEL ORIGEN DEL SISTEMA DE REFERENCIA
EJE VERTICAL: ORDENADA EJE Y EJE HORIZONTAL: ABSCISA EJE X Inicio Fin Posición Inicial Posición Final
SIMBOLOGÍA: ② POSICIÓN INICIAL FINAL
SUBTEMA : ¿Cómo se escriben los vectores? FORMA 1: COMO PARES ORDENADOS (X,Y) Y[m] X[m] 1 2 3 4 5 6 7 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 6 5 4 3 2 1 FORMA 2: NOTACIÓN VECTORIAL UTILIZANDO e
RECORDAR QUE UNA MAGNITUD VECTORIAL ESTÁ CONSTITUIDO POR TRES PARTES: MÓDULO O VALOR DIRECCIÓN SENTIDO LARGO DE LA FLECHA EJE SOBRE EL CUÁL SE UBICA HACIA DÓNDE SE DIRIJE TEOREMA DE PITÁGORAS Módulo de un vector:
ACTIVIDAD: 1)DIBUJA UN PLANO CARTESIANO EN UNIDADES DE CENTÍMETROS. 2) UBICA LOS SIGUIENTES VECTORES EN EL PLANO Y DIBÚJALOS COMO FLECHAS: a) b) c) d) e) 3) ESCRIBE EN NOTACIÓN VECTORIAL CADA UNO DE LOS VECTORES Y CALCULA SU MAGNITUD (módulo)
SOLUCIÓN MÓDULOS: NOTACIÓN VECTORIAL MÓDULO DEL VECTOR NOTACIÓN VECTORIAL MÓDULO DEL VECTOR
③ DESPLAZAMIENTO CUANDO UN CUERPO CAMBIA DE POSICIÓN ENTONCES DESARROLLA UN: VECTOR (FLECHA) QUE INDICA EL CAMBIO DE POSICIÓN DE UN MÓVIL Símbolo: Se calcula como: SE DIBUJA DESDE EL PUNTO DE INICIO AL PUNTO DE FIN
④ TRAYECTORIA LÍNEA RECTA O CURVA QUE UNE LAS SUCESIVAS POSICIONES QUE TIENE UN MÓVIL 2 TIPOS Rectilíneas Curvilíneas
DISTANCIA RECORRIDA (S) LONGITUD DE LA TRAYECTORIA ¿Cuánto mide esa línea descrita por el movimiento del cuerpo?
Ejemplo: Un insecto se encuentra ubicado en el punto (-1,5)[m]. Si se desplaza 4[m] al sur, 3[m] al oeste y 2[m] nuevamente al sur, en línea recta: a) En un plano cartesiano dibujar: la trayectoria del insecto, los vectores posición (inicial y final) y el vector desplazamiento. b) Escribir en notación vectorial la posición inicial y final. c) Calcular el desplazamiento del insecto y su módulo. d) Calcular la distancia recorrida por el insecto.
SOLUCIÓN a): Y[m] X[m] 1 2 3 4 5 6 7 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 6 5 4 3 2 1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 Supondremos que el plano cartesiano representa la rosa de los vientos: Y(+): Norte Y(-): Sur X(+): Este X(-): Oeste Punto de inicio Simbología: →: posición inicial ( ) →: posición final ( ) →: desplazamiento ) - - - - : trayectoria
RESTO DE LA SOLUCIÓN: b) Notación vectorial de posición inicial y final, respectivamente: c) Cálculo del desplazamiento y su módulo: Primero desplazamiento: Recordemos que el desplazamiento se calcula con la definición: Entonces para este caso quedaría de la siguiente forma: Vector desplazamiento
Segundo módulo del desplazamiento : Como el desplazamiento (flecha en rojo) es un vector que tiene componentes en el eje X y en el eje Y (diagonal) tendremos que utilizar Teorema de Pitágoras (formando un triángulo rectángulo adecuado) para poder calcular su longitud. Cateto 1 Cateto 2 Entonces: Módulo del vector desplazamiento
d) Distancia recorrida (S): Simplemente sumamos todos los metros que recorrió el insecto: S = 4[m] + 3[m] + 2[m] S = 9[m] IMPORTANTE: EL MÓDULO DEL DESPLAZAMIENTO , QUE EN ESTE CASO NOS DIO UN VALOR DE NO ES IGUAL A LA DISTANCIA RECORRIDA (S), QUE EN ESTE CASO NOS DIO 9[m]. DE HECHO, PARA ESTA SITUACIÓN EL INSECTO RECORRIÓ MÁS DISTANCIA DE LO QUE REALMENTE SE DESPLAZÓ. ESTO SE DEBE A QUE EL VECTOR DESPLAZAMIENTO REPRESENTA EL CAMINO MÁS CORTO PARA LLEGAR DE UN PUNTO A OTRO, LO QUE NO NECESARIAMENTE REALIZAN LOS CUERPOS EN MOVIMIENTO.