EL PODER DE LA FISÌCA

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

De acuerdo a la 1ª Ley de Newton toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.

Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas. El movimiento es inherente que va relacioneado y podemos decir que forma parte de la materia misma.

Ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total.

El MRU se caracteriza por:

a)Movimiento que se realiza en una sóla direccion en el eje horizontal.

b)Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables

c)Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración (aceleración=0).

Relación Matemática del MRU:

El concepto de velocidad es el cambio de posición (desplazamiento) con respecto al tiempo.

MOVIMIENTO RECTILINEO ACELERADO

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.
Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.

FORMULAS

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

(MRU)

V=d/t D=v*t T=d/t

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO

(MRUA)

Vm=d/t D=vm*t A=vf-vi/t Vf=Vi+a*t Vm=Vi+Vf/2 Vf=a*t

CAIDA LIBRE

En física se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un

campo grafitorio. Esta definicíon formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor

o menor medida por la resistencia aerodinamica del aire, asi como cualquier otra que tenga lugarmen el seno de un fluido; sin embargo es frecuente tambien referirse cologuialmente a éstas conmo caídas

libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.

FORMULAS

V=g*t H=g(t2)

Todos los cuerpos en caida libre son acelerado hacia el centro de la tierra y su velociadad
aumenta de manera uniforme con respecto al tiempo.
En este movimiento, los cuerpo describen una trayectoria rectilinea de arriba hacia abajo con una aceleración constante (en este caso la aceleración es igual a la grabedad).

a=g=9.81m/s2

TIRO VERTICAL

Es un movimiento sujeto a la aceleración gravitaciónal, solo que ahora es la aceleración la que opone

al movimiento inicial del objeto.

El tiro vertical comprede sudida y bajadas del cuerpos u objetos.

FORMULAS

Vf=Vi*-g*t H=Vi*t-g*t2 Vf2=Vi2-2g*t

TIRO HORIZONTAL

El tiro horizontal se caracteriza por la trayectria o camino curvo que sigue un cuerpo al ser lanzado horizontalmente. Inicia con una velocidad cero y va aumentando en la misma proporcion de otro cuerpo que se dejara caer al mismo punto en el mismo instante

si la velocidad de salida es v0, tendremos que las componentes de la velocidad inicial son:
v0x = v0v0y = 0

FORMULAS

X=Distacia horizontal

Vx= Velocidad inicial ó velocidad horizontal

T= Tiempo de caida

Y=Distancia vertical

G=aceleración de gravedad

V= Velocidad del choque

Vy= velocidad vertical

X= Vx*t Y=1/2 g*t Vy=gt

TIRO PARABOLICO

Se llama así al realizado por un objeto cuya trayectoria forma una parábola.

Es representado por un vector tangencial a la parábola del tiro en el eje z, este vector puede descomponerse en dos movimientos; en el eje x será un movimiento rectilíneo uniforme, y en el eje z un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Es curioso que el tiro parabólico sea analizado en estos dos ejes, pero es así debido a que la gravedad siempre afectara (y), y también encontraremos una distancia (x) dentro de su recorrido.

En el eje x la velocidad será siempre constante, y en y su velocidad varía pero su aceleración es siempre constante.

Para los analisis de tiro parabólico utilizaremos las fórmulas de movimiento rectilíneo uniforme y movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Dentro de este tema podemos analizar tambien el tiro horizontal, ya que es un movimiento que comienza dado en el eje x que al verse afectado por la gravedad se describe como una parábola que a su vez puede analizarse como una caída libre, ovbiamente en el eje y.

FORMULAS

Vx= Componente horizontal de V

Vy= Componente vertical de Y

V= Velocidad inicial

Vx= V cos 0 Vy=V sen 0 Vy= g*t T= Vy/g= Vsen 0 T=2 V sen 0/g
H=2(Vsen 0)2/2g R= V2 sen 2(0)/g

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

(MRC)

En física, el movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.
Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.
Ángulo y velocidad angular
El ángulo abarcado en un movimiento circular es igual al cociente entre la longitud del arco de circunferencia recorrida y el radio.
La longitud del arco y el radio de la circunferencia son magnitudes de longitud, por lo que el desplazamiento angular es una magnitud adimensional, llamada radián. Un radián es un arco de circunferencia de longitud igual al radio de la circunferencia, y la circunferencia completa tiene $2\pi\,$ radianes.

La velocidad angular es la variación del desplazamiento angular por unidad de tiempo:

$\omega = \frac{d\varphi}{dt}$

Vector de posición

Se considera un sistema de referencia en el plano xy, con vectores unitarios en la dirección de estos ejes $(\text{O}; \mathbf i, \mathbf j)$ . La posición de la partícula en función del ángulo de giro $\varphi$ y del radio r es en un sistema de referencia cartesiano xy:

$\begin{cases} x = r \cos \varphi \\ y = r \sin \varphi \end{cases}$

De modo que el vector de posición de la partícula en función del tiempo es:

$\mathbf {r} = r \cos (\omega t) \mathbf i + r \sin (\omega t) \mathbf j$

siendo:

$\mathbf{r} \;$ : es el vector de posición de la partícula.

$r \;$ : es el radio de la trayectoria.

Al ser un movimiento uniforme, a iguales incrementos de tiempo le corresponden iguales desplazamientos angulares, lo que se define como velocidad angular (ω):

$\omega = \frac{d\varphi}{dt} = \frac{\varphi}{t} \qquad\Rightarrow\qquad \varphi = \omega {t}$

El ángulo (φ), debe medirse en radianes:

$\varphi = \frac{s}{r}$

donde s es la longitud del arco de circunferencia
Según esta definición:
1 vuelta = 360° = 2 π radianes
½ vuelta = 180° = π radianes
¼ de vuelta = 90° = π /2 radianes

Velocidad tangencial

La velocidad se obtiene a partir del vector de posición mediante derivación:

$\mathbf{v} = \frac{d\mathbf r}{dt} = -r\omega\sin (\omega t) \mathbf i + r\omega\cos (\omega t) \mathbf j$

en donde se ve la relación entre la velocidad angular y la velocidad tangencial

$\mathbf{v} = \omega \mathbf r$

El vector velocidad es tangente a la trayectoria, lo que puede comprobarse fácilmente efectuando el producto escalar $\mathbf r \cdot \mathbf v$ y comprobando que es nulo.

Aceleración

La aceleración se obtiene a partir del vector velocidad con la derivación:

$\mathbf{a} = \frac{d\mathbf v}{dt} = -r\omega^2\cos (\omega t) \mathbf i - r\omega^2\sin (\omega t) \mathbf j$

de modo que

$\mathbf{a} = -\omega^2 \mathbf r$

Así pues, el vector aceleración tiene dirección opuesta al vector de posición, normal a la trayectoria y apuntando siempre hacia el centro de la trayectoria circular. por lo que acostumbramos a referirnos a ella como aceleración normal o centrípeta.
El módulo de la aceleración es el cuadrado de la velocidad angular por el radio de giro, aunque lo podemos expresar también en función de la celeridad $v\,$ de la partícula, ya que, en virtud de la relación $v=\omega r\,$ , resulta

$a = \omega^2 r = \frac{v^2}{r}$

Esta aceleración es la única que experimenta la partícula cuando se mueve con rapidez constante en una trayectoria circular, por lo que la partícula deberá ser atraída hacia el centro mediante una fuerza centrípeta que la aparte de una trayectoria rectilínea, como correspondería por la ley de inercia.

Período y frecuencia
El periodo $T\,$ representa el tiempo necesario para que el móvil complete una vuelta y viene dado por: