Introducción a la Física Newtoniana

Introducción a la Física Newtoniana
Resumen de las Clases 5 y 6 (quizás 7) Clases Sólo movimiento en una dimensión Cinemática Velocidad Constante Velocidad Variable Velocidad Media Movimiento con Aceleración Constante Ejemplos Clase—5-6-- NZ 2010

Clase—5-6-- NZ 2010

Ejemplo Clase—5-6-- NZ 2010 Considere una carrera con 2 participantes. Suena la señal de partida y Sebastián, que se encontraba pensando en un ejercicio de Física, parte 2 segundos después que Manuel. Además se sabe que las velocidades promedio de cada uno de los participantes son: Sebastián 1.5 m/s Manuel m/s

Clase—5-6-- NZ 2010 15 mts META 2.5 m/s 1.5 m/s

Clase—5-6-- NZ 2010 Sebastián: Manuel

15 x(t) t 2 12 22 S 6 M Clase—5-6-- NZ 2010 ¿Cuándo se cruzan los corredores? Veamos las trayectorias para c/u en los diferentes intervalos, es decir, los x(t), asumiendo que parten desde el origen y en el tiempo t=0

Clase—5-6-- NZ 2010 Sebastián: Manuel

Clase—5-6-- NZ 2010 Dado lo anterior, y mirando el gráfico de las trayectorias, los corredores se cruzan cuando se cumple 15 x(t) t 2 12 22 S 6 M

Clase—5-6-- NZ 2010

Velocidad media Clase—5-6-- NZ 2010 La idea detrás de la velocidad media es intuitiva… x t t1 t2 t4 t3 x1 x2 x3 x4 Velocidad real Velocidad media en el intervalo [t3,t4]

Velocidad media Clase—5-6-- NZ 2010 x t t1 t2 t4 t3 x1 x2 x3 x4 Intervalo de tiempo Velocidad media t1< t < t2 t3 < t < t4 La velocidad media entre el punto O y P de la trayectoria se define como el cuociente entre el camino recorri- do (xP-xO) y el tiempo total empleado en recorrerlo.

Clase—5-6-- NZ 2010 RECUERDA! En la definición de velocidad media se pierde información acerca de las variaciones de la velocidad que pudieron ocurrir durante la trayectoria t tP xP P O Velocidad real x

Ejemplo Clase—5-6-- NZ 2010 Tramo A-B: Distancia recorrida: 350 mt Tiempo empleado : 3 min. Tramo B-C: Distancia recorrida: 200 mt Tiempo empleado : 2 min. Tramo C-D: Distancia recorrida: 450 mt Tiempo empleado : 5 min.

Ejemplo Clase—5-6-- NZ 2010 Movimiento completo Distancia recorrida: = 1000 mt. Tiempo total : 10 min. = 600 s Rapidez media = distancia/tiempo = 1000 m/600 s = 1,7 m/s > 0

Gráfico Clase—5-6-- NZ 2010 t O 3 5 10 500 150 350 -100 Velocidad media

Clase—5-6-- NZ 2010

Velocidad variable, aceleración constante Clase—5-6-- NZ 2010 t O v v2 v1 t1 t2 La aceleración tiene unidades de m/s2

Clase—5-6-- NZ 2010

Clase—5-6-- NZ 2010 Utilizando las expresiones para la velocidad y la posición en el caso de aceleración constante , podemos resolver el problema de una pelotita cayendo en un pozo. En este caso es de 10 metros de profundidad.

Clase—5-6-- NZ 2010

Clase—5-6-- NZ 2010 posición velocidad aceleración

Clase—5-6-- NZ 2010 Se lanza un cuerpo verticalmente hacia abajo con una velocidad inicial de 7 m/s. a) ¿Cuál será su velocidad luego de haber descendido 3 s?. b) ¿Qué distancia habrá descendido en esos 3 s?. c) Si el cuerpo se lanzó desde una altura de 200 m, ¿en cuánto tiempo alcanzará el suelo?. d) ¿Con qué velocidad lo hará?. * Considere g = 10 m/s2

Si el cuerpo se lanzó desde una altura de 200 m, ¿en cuánto tiempo alcanzará el suelo? Clase—5-6-- NZ 2010 ¿Con qué velocidad lo hará? Vo=7 m/s x OjO con el sistema de referencia y el sentido de los ejes

Clase—5-6-- NZ 2010 40 m 10 s Un observador situado a 40 m de altura ve pasar un cuerpo hacia arriba con una cierta velocidad y al cabo de 10 s lo ve pasar hacia abajo, con una velocidad igual en módulo pero de distinto sentido. a) ¿Cuál fue la velocidad con la que pasó el móvil?. b) ¿Cuál fue la altura máxima alcanzada?.

Un tren puede acelerar a una razón de 20 cm./s2 y desacelerar a 100 cm./s2. Determine el tiempo mínimo que puede demorar este tren para ir de una estación a otra situada a 2 Km. de distancia Clase—5-6-- NZ 2010 ¿Qué es lo intuitivo? El mínimo tiempo correspondrá al caso en el cual el tren acelera al máximo todo el tiempo hasta un cierto instante en el cual debe poner los frenos al máximo para alcanzar a detenerse justo al frente de la estación Acelera a 20 cm/s2 Desacelera a 100 cm/s2 2 Km.

Clase—5-6-- NZ 2010 a=0,2 m/s2 a= -1 m/s2 v t En este gráfico se pueden ver las 2 etapas involucradas en el problema t*

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