Rapidez Velocidad Y Aceleracion

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RAPIDEZ, VELOCIDAD Y ACELERACION
La Mecánica se define como la rama de la Física que se ocupa de estudiar los movimientos y estados de los cuerpos materiales. Generalmente se divide en dos partes, la primera llamada cinemática, que describe los varios tipos de movimientos, y la segunda, llamada dinámica, trata de lascausas que hacen cambiar los movimientos. La dinámica, a su vez, se divide en dos partes, estática y cinética. La estática estudia los cuerpos en estado de equilibrio, condición que se logra por fuerzas equilibradas, mientras que la cinética estudia los cambios de movimiento producidos por una o más fuerzas no equilibradas. Se presentarán primero los conceptos elementales de rapidez y velocidad comointroducción a la cinética. 2.1 Velocidad. La velocidad se define Donde v es la velocidad, d es la distancia recorrida y t el tiempo transcurrido. En la fig. 2A se ilustra el cambio de posición. Un automóvil, viajando con velocidad unifonne a lo largo de una línea recta, pasa por el punto A en cierto instante y por el punto B en otro momento posterior. Al sustituir en la ecuación (2b), ladistancia recorrida será AB, y el espacio de tiempo entre A y B será t segundos. Ejemplo 1. Un hombre necesita 2 horas para llevar su automóvil a una ciudad que está a 120 kilómetros hacia el Este. ¿Cuál es su velocidad media? Solución. La distancia recorrida d = 120 kilómetros y el intervalo de tiempo t = 2 horas. Por lo tanto, la velocidad es:

v = 120km = 60 km 2 horas hora

(2c)

como larapi~ez de ca~b.i? de posición. Ya que el cambzo de poszczon de un cuerpo

~

~

v

La respuesta es 60 km/ hora hacia el Este. Las unidades son tan importantes como los números y deben ser incluidas en la respuesta. Si en el resultado del ejemplo anterior se reemplaza el tiempo de 1 hora en el denominador por su equivalencia de 3 600 segundos, la velocidad de 6Q km/hora se convierte en kmv=60-=60-hora km 3 600 seg =0.0167 km seg (2d)

t
....

A

y s

.-

8

Flg. 2A. Diagrama de un cuerpo moviéndose con v~ locldad constante.

se mide por la distancia recorrida, esta definición de velocidad puede escribirse así: distan~ recorrida tiempo Como una ecuación algebraica: Vel. media

-

(2a)

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(2b)

Si al mismo tiempo la distancia de 1km del ~umerador se sustituye por su equivalente de 1 000 m,

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RAPIDEZ,

VELOCIDAD

Y ACELERACIÓN

v

= 60 km

1::::

hora

60 1000m

3 600 seg

= 16.7-m

seg

(2e)

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Nótese que los seg del numerador se anulan conlos seg del denominador, dejando Ejemplo2. Un tren de juguete corre a 10/ cm en la respuesta como unidades de lonlargo de una vía recta a velocidad constante y necesita 8 segundos para recorrer una dis- gitud. Esto nos ilustra una regla corriente tancia de 20 Imetros. Encuentre su velocidad. que se sigue, generalmente, al resolver toSolución. Aquí la distancia d.= 20 m y el dos los problemas. Lascantidades semejanintervalo de tiempo t = 8 seg, la velocidad tes se expresan en las mismas unidades. Dividiendo los dos miembros de la ecuaserá: 20m m ción (2f), por v y suprimiendo las v en v == 2.5..:..el segundo miembro de la ecuación, nos 8 seg seg queda La respuesta es 2.5 mjseg. Para cambiar t=- d (2g) esta respuesta a centímetros por segundo, la v unidad 1 metro que está en el numerador,se cambia por 100 cm, que es su equivalencia, Una ecuación para obtener el tiempo del y el resultado será: viaje en función de la distancia recorrida m 100 cm cm y de la velocidad. v = 2.5= 2.5= 250seg seg seg Ejemplo 4. Si un automóvil viaja con ve2.2 Distancia recorrida. Si se conoce la locidad media de 30 kmjhora, ¿cuánto tardará en recorrer 175 km? velocidad de un cuerpo, se puede calcular S...
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