Guia fisica psu 2º medio plan comun

CIENCIAS (BIOLOGÍA, FÍSICA, QUÍMICA) MÓDULO 2 Eje temático: Física: El movimiento - El calor - La Tierra y su entorno
1. El movimiento 1.1. Descripción del movimiento Para referirse a los movimientos con la rigurosidad que exige la física, es imprescindible manejar muy bien ciertos conceptos. Algunos de ellos, como trayectoria, desplazamiento, velocidad y aceleración, son útiles para describirlos movimientos; otros, como fuerza, momentum y energía nos permiten expresar las leyes que los rigen y, por lo tanto, hacer predicciones sobre ellos. En 2° Año Medio se estudia fundamentalmente el movimiento rectilíneo, es decir, aquel cuya trayectoria es una recta. Posición, tiempo y velocidad: Para describir el movimiento hay dos conceptos básicos a partir de los cuales se construyen todos losdemás. Ellos son: posición (x) y tiempo (t). La posición corresponde a la distancia a que se encuentra el móvil de un punto cualquiera de la recta que denominaremos origen (0) y que podemos medir en unidades como el metro (m) o el kilómetro (km). El tiempo es lo que marca un reloj o cronómetro y que podemos medir en unidades como el segundo (s) o la hora (h).

El vehículo ocupará una posición encada instante. Si en el instante inicial ti ocupa la posición xi y en tf la posición xf, entonces en el tiempo trascurrido ∆t = tf – ti experimentará el desplazamiento ∆x = xf – xi y su velocidad media será

vm =

∆x [1], cuyas unidades serán, por ejemplo, m/s o km/h. ∆t

Ten presente que para convertir m/s a km/h debes multiplicar por 3,6 y, para convertir km/h a m/s hay que dividir por3,6. Por ejemplo, 108 km/h corresponden a 30 m/s. ¿Por qué hay que hacer esto? Porque 1 km = 1.000 m y 1 h = 3.600 s.

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Además, el vehículo poseerá una velocidad (v) en cada instante. Cuando esta velocidad es la misma en todo momento, decimos que el movimiento es uniforme, donde también la velocidad media e instantánea coinciden. Si la velocidad cambia instante a instante, en cambio, decimosque el movimiento es acelerado. No es muy común observar objetos que se muevan en forma uniforme. Una persona caminando o un automóvil que transita por la calle, por ejemplo, por lo general cambian su velocidad con mucha frecuencia, y solo la mantienen constante por lapsos muy breves. Sin embargo, hay algunos fenómenos naturales y circunstancias particulares que bien pueden ser consideradas comomovimientos uniformes. Ya conocimos en Primer Año Medio dos casos: el del sonido y el de la luz. En efecto, el sonido viaja en el aire a una velocidad de unos 340 m/s, si el aire es homogéneo (igual temperatura, presión y sin que exista viento), y en el vacío, la luz viaja a una velocidad de casi 300.000 km/s. También un tren puede mantener una velocidad constante durante algunos minutos. Sabiendotodo esto, ya estás en condiciones de resolver problemas como los siguientes: Ejemplo 1. Si desde que vemos un rayo en una tormenta hasta que oímos el trueno transcurren 3 segundos, ¿aproximadamente a qué distancia de donde estamos se produjo el rayo? Como la velocidad de la luz es muy alta comparada con la del sonido, el tiempo que tarda la luz del rayo en llegar hasta nosotros lo podemosdespreciar. Luego, de [1] se tiene que ∆x =v∆t, es decir, ∆x = (340 m/s)×(3 s) = 1020 m. Es decir, el rayo se produjo a poco más de 1 km de nosotros. Ejemplo 2. Si la distancia del Sol a la Tierra es de 150.000.000 de km, ¿cuánto tiempo tarda la luz en viajar desde él hasta nosotros? La luz viaja por el vacío del espacio a razón de 300.000 km/s. De [1] se tiene que el tiempo que demora en llegar a laTierra debe ser: ∆t =

∆x ; es decir, v

∆t =

150.000.000 km , lo que corresponde a ∆t = 500 s. Si dividimos por 60, 300.000 km/s

sabremos que el retraso con que vemos el Sol es de 8,3 minutos. Ejemplo 3. Un tren viaja uniformemente y en línea recta con una velocidad de 72 km/h. Si su longitud total es de 100 metros, ¿cuánto tiempo tarda en pasar frente a nosotros?

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∆x 100 m ; es...