Sears

MOVIMIENTO

EN LINEA
RECTA
Toda meion lograda del transbordadcr espacial termina con un breve periodo de movimiento rectilineo para detenerse en la pista. Esra nave, no mas grande que un jet comercial ordinaria, toea tierra a mas de 350 kmJh. lncluso con un pnracaidas de

arrastre que le ayuda a frenar, la veloz nave nccesua basta 3 km para detenersc.

, Es correcto decir que eltransbordado r espadet est a acelerando

w ando frena haste detenerset

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.. .... .

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om o describ im os cl rnovimiento de un j er de eombate lanzado de sde la cubi erta de un portaavio nes? Cuando lanzam os una pelota vert ical mente, (,que tanto sube? Cuando se nos res bala un vasa de la mano, (,cmlnto tiempo renemos para atraparlo an tes de que cho que co n el piso? [ste es el tipode pregumas que aprendera a contester en este cap itulo . Iniciamos nuestro estudio de la fisica con la mecan ica, el estudio de las relaciones entre: fue rza, mat eria y movimiento. EI objetivo de este ca pitulo y el siguienre es J .sarrollar metodos ge nera les para des cribir eI movimiento. La parte de la mecanica que describe el movimlento es la cinenuuica. Despucs estudiarem os [a dinamica, 0sea la relacicn entre eI movimiento y sus causas. En este ca pitulo cstudiaremos cl m ovimiento ma s sim ple: una partic ula que viaja en linea rec ta. A m enudo usaremos una part icula para mod elar un cuerpo en movimiento. si efectos ta les co mo la rotacion 0 el ca rnbio de forma no so n importames . Para desc ribir et movimiento de una particula. introduciremos las cant idad es fisicasvelocidad y acelemcian, que en fls ica tienen definiciones sencillas, aun que son mas precisas y un poco distintas de las empleadas en el lenguaje cotidiano. Si se fija bien en las definic iones, trabajara mejor co n estes y otras cantidad es flsicas importa ntes .
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2.1 I Desplazamienro, tiempo y velocidad media

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Un aspec ro importante de las definiciones de vel ocidady aceleracion en fisica es que so n vecrores . Como vimos en eI capitulo I , esto imp lica que tienen magni rud y direcci 6n. Aq ui nos interesa solo el movirniento rect ilineo , por 1 que no ne0 cesitaremo s aim tod a e l algebra vec to rial, pero en el capitu lo ~ incl uiremos en nuestro esrudio el movimiento en tres dimensiones, por ell o sera ind ispen sable

usar vectores.
Un casoespecial importante del movimiento rectilinec es cuando la acelera -

cion es constante. situacion que enccntraremos con frccuencia al estudiar fisica.
Un ejemplo es el movimiento de un cuerpo que cae libremente. Deduciremos ecuaciones sencillas para describir el movimiento con aceleracion constan te . Tambien consideraremos situaciones en las que la aceleracion varia dura nte el movimiento. En estoscasas habra que inregrar para de scrib ir el movimiento. (Si no ha esrudiado inte graci6n aun, esta seccion es opcional.)

2.1

I Desplazamiento, t iempo y velocidad media

Suponga que una piloto de autos de arrancones conduce su auto por una pisrarecta. Para estudia r es re movi mie nro. necesitamos un sistema de coorden adas pa ra 0 describir la posicion del auto. Decidimos que el eje .ryace a 1 largo de la trayectoria recta del auto. con el origen 0 en la linea de salida (Fig. 2.1). Describirernos la po sicion de l auto en termi nos de la de un punto representative, digamo s su extremo de lantero. As l, representamos todo eI auto con ese punto y 1 trata mos co0 mo una pa r ti cu la . Una fonna util de describir el movimiento del frente del auto -es decir, el de la particula- esen terminos del carnbi o en la posicion de la particula (0 sea. el 0 cambio en su coo rdenada x) a 1 largo de un intervalo de tiempo. Supongamo s que 1.0 s despu es del arranque el frente del auto esta en P I> a 19 m del origen, y 4 .0 s despues del arranque esta en P 2• a 277 m del origen. EI desp/azam iento de la particula es un vector que apunta de PI a P2 (vease la seccion 1.7). La figura 2...