Fconceptual

C A P Í T U L O

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Movimiento
rectilíneo

Chelcie Liu pide a los
estudiantes que consulten
con sus compañeros y
predigan qué bola llegará
primero al final de las
pistas, que tienen la misma
longitud.

H

ace más de 2,000 años, los antiguos científicos griegos estaban familiarizados
con algunas de las ideas de la física que estudiamos en la actualidad. Entendían
bien algunaspropiedades de la luz, pero se confundían en lo relativo al movimiento. Con
Galileo y su estudio de las esferas sobre planos inclinados, se alcanzó un gran progreso
respecto a la comprensión del movimiento, como vimos en el capítulo anterior. En este
capítulo aprenderemos las reglas del movimiento que abarcan tres conceptos: rapidez, velocidad y aceleración. Sería bueno dominar estos conceptos,pero bastará con que te familiarices con ellos y puedas distinguirlos entre sí. En los siguientes capítulos te habituarás
más a ellos. Aquí sólo estudiaremos la forma más sencilla del movimiento: la que va a
lo largo de una trayectoria en línea recta, es decir, el movimiento rectilíneo.

El movimiento es relativo
Todo se mueve, hasta lo que parecería estar en reposo. Todo se mueve en relacióncon el Sol y las estrellas. Mientras estás leyendo este libro, te mueves a unos
107,000 kilómetros por hora en relación con el Sol, y te mueves aún más rápido
con respecto al centro de nuestra galaxia. Cuando examinamos el movimiento de
algo, lo que describimos es el movimiento en relación con algo más. Si caminas
por el pasillo de un autobús en movimiento, es probable que tu rapidez conrespecto al piso del vehículo sea bastante distinta de tu rapidez con respecto al camino.
Cuando se dice que un auto de carreras alcanza una rapidez de 300 kilómetros
por hora, queremos decir que es con respecto a la pista de competencias. A menos
que indiquemos otra cuestión, al describir la rapidez de cosas de nuestro entorno, lo haremos en relación con la superficie terrestre. El movimiento esrelativo.

Rapidez
Definición de rapidez
Rapidez media

Antes de Galileo, la gente describía los objetos en movimiento simplemente como
“lentos” o “rápidos”; no obstante, tales descripciones eran muy vagas. A Galileo
se le da el crédito de ser primero en medir la rapidez al considerar la distancia
que se cubre durante cierto tiempo. Definió la rapidez como la distancia recorrida por unidadde tiempo.
distancia
Rapidez ϭ ᎏᎏ
tiempo

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Parte uno Mecánica

FIGURA 3.1
Cuando estás sentado en
una silla, tu rapidez es cero
con respecto a la Tierra;
pero 30 km/s respecto al
Sol.

TABLA 3.1

Rapideces aproximadas
en distintas unidades
12 mi/h ϭ 20 km/h ϭ 6 m/s

Un ciclista que recorre 30 metros en un tiempo de 2 segundos, por ejemplo,
tiene una rapidez de 15metros por segundo.
Cualquier combinación de unidades de distancia entre tiempo es válida para medir la rapidez: para los vehículos de motor (o en distancias largas) por lo
común se utilizan las unidades de kilómetros por hora (km/h) o millas por hora (mi/h, o mph). Para distancias más cortas con frecuencia se usan las unidades
de metros por segundo (m/s). El símbolo diagonal (/) se lee por, yquiere decir
“dividido entre”. En este libro usaremos principalmente metros por segundo. La
tabla 3.1 muestra la comparación de rapideces, en distintas unidades.1

Rapidez instantánea
Las cosas que se mueven a menudo tienen variaciones en la rapidez. Un automóvil, por ejemplo, puede recorrer una calle a 50 km/h, detenerse hasta 0 km/h con
la luz roja del semáforo, y acelerar sólo hasta 30km/h debido al tránsito vehicular. Puedes saber en cada instante la rapidez del automóvil observando el velocímetro. La rapidez en cualquier instante es la rapidez instantánea. En general,
cuando un automóvil viaja a 50 km/h, sostiene esa rapidez durante menos de una
hora. Si lo hiciera durante toda una hora, recorrería los 50 km. Si durara media hora a esa velocidad, recorrería la mitad de esa...