Conceptos de Movimiento

Distancia, Desplazamiento, Rapidez, Velocidad y Aceleración

Cuando un cuerpo se encuentra en movimiento, deducimos que su posición varía respecto a un punto considerado fijo. Para el estudio del movimiento de cualquier objeto material, también llamado cuerpo físico, resulta muy útil considerarlo como una partícula en movimiento, es decir, como si fuera un solo punto.

El desplazamiento de un móvil es una magnitud vectorial porque corresponde a una distancia medida en una dirección particular entre dos puntos: el de partida y el de llegada. En cambio, la distancia recorrida es una magnitud escalar.

Rapidez vs. Velocidad

La rapidez y la velocidad generalmente se usan como sinónimos de manera equivocada. No obstante, la rapidez es una cantidad escalar que únicamente indica la magnitud de la velocidad; y la velocidad es una magnitud vectorial, pues para quedar bien definida requiere que se señale, además de su magnitud, su dirección y su sentido.

La velocidad se define como el desplazamiento realizado por un móvil dividido entre el tiempo que tarda en efectuarlo. La dirección de la velocidad de un cuerpo en movimiento está determinada por la dirección de su movimiento.

Aceleración

Cuando la velocidad de un móvil no permanece constante, sino que cambia, se llama aceleración. Por definición, la aceleración es el cambio de velocidad de un móvil en una unidad de tiempo. La aceleración es una cantidad vectorial y su dirección es la misma que la del cambio de velocidad.

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Cuando un móvil sigue una trayectoria recta en la cual realiza desplazamientos iguales en tiempos iguales, efectúa un movimiento rectilíneo uniforme (MRU). Al graficar los datos del desplazamiento de un móvil en función del tiempo que tarda en realizarlo, la pendiente de la curva obtenida al unir los puntos representará su velocidad. Si en una gráfica desplazamiento-tiempo se obtiene una línea recta al unir los puntos, la trayectoria del móvil no cambia de dirección.

Diferencia entre Distancia Recorrida y Desplazamiento

La diferencia fundamental es que la distancia recorrida es la longitud total del trayecto realizado por el objeto, sin tener en cuenta la dirección, mientras que el desplazamiento es la distancia más corta en línea recta desde el punto de partida hasta el punto final, teniendo en cuenta la dirección. El desplazamiento se considera una magnitud vectorial porque no solo indica la magnitud (longitud del desplazamiento), sino también la dirección y el sentido en los que se realiza. La distancia, por otro lado, es una cantidad escalar porque se refiere únicamente a la magnitud del camino recorrido, independientemente de la dirección.

Diferencia entre Rapidez y Velocidad

La rapidez es una cantidad escalar que indica la magnitud de la velocidad de un objeto en movimiento, independientemente de la dirección. Por otro lado, la velocidad es una cantidad vectorial que contiene la rapidez de un objeto y también indica la dirección y el sentido del movimiento. Si bien la rapidez solo indica qué tan rápido se mueve un objeto, la velocidad también indica en qué dirección y hacia dónde se mueve.

Aceleración: Cambio de Velocidad

Matemáticamente, la aceleración se define así: Aceleración = Cambio de velocidad / Tiempo. La aceleración ocurre cuando un objeto cambia de velocidad, aumenta o disminuye su magnitud, cambia de dirección o cambia en ambos sentidos. Para cambios de velocidad, aceleración positiva significa que la velocidad de un objeto aumenta, es decir, acelera en la dirección en la que viaja. La aceleración negativa, por otro lado, significa que el objeto está desacelerando.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un movimiento en el que un objeto se mueve en línea recta con aceleración constante. La principal característica de MRUA es que la velocidad de un objeto cambia con el tiempo, lo que significa que está en constante aceleración.

Ejemplos y Ejercicios

1. Un ciclista recorre una trayectoria circular de 400 m de largo a una velocidad de 8 m/s. ¿Cuál es el tiempo que tarda en dar una vuelta completa?
2. La velocidad de un tren es de 72 km/h. ¿Cuál es la distancia recorrida en 2 horas?
3. Un peatón camina a una velocidad de 1,5 m/s. ¿Cuánto tiempo tarda en caminar 300 metros?
4. La velocidad de un avión es de 900 km/h. ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 1800 km?
5. Un corredor corre a 6 m/s durante 50 segundos. ¿Cuál es la distancia total recorrida?
6. Un tren viaja a una velocidad de 30 km/h. ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 150 km?

Preguntas Frecuentes

1. ¿Cuál es la aceleración producida por la gravedad en la Tierra? 9.8 m/s².
2. ¿Cuál es la diferencia entre distancia recorrida y desplazamiento?
   • La distancia es una cantidad escalar y el desplazamiento es una cantidad vectorial.
   • La distancia es la longitud total del camino recorrido y el desplazamiento es la distancia entre los puntos inicial y final.
3. ¿Cuál es la pendiente de la gráfica velocidad-tiempo para el MRUA? La aceleración.

Etiquetas: Desplazamiento, distancia, Movimiento, rapidez