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Hola Taringa!!! Como se han venido las vacaciones y tengo mucho tiempo libre, decidí hacer un post en este sitio, explicándoles una de las áreas del conocimiento que más me gustan: La Física
Les voy a enseñar a resolver algunos problemas de Cinemática, rama de la Física que se encarga de estudiar las leyes de movimiento de los cuerpos macroscópicos (objetos grandes como un auto, por ejemplo), sin tomar en cuenta las causas que las producen. Para ello voy a tener en cuenta todos los tipos de movimientos que existen.
Si justo sos de esas personas que nunca le gusto esta materia, quizás acá le encontras la vuelta para tomarle el gusto.
. Hacete un cafecito, y tomate un rato tranquilo en casa para que lo entiendas.
Solo necesitas ganas, tener un poco claro las cosas, y practicar!
Algunas cositas que aclarar primero
El post es bastante largo, pero esto se debe a que voy explicando paso por paso como resolví, con imágenes mias. La idea es que vayamos despacio y razonando para que se vayan viendo los pasos y la manera de resolución. Por lo tanto, aunque parezca largo y aburrido, si te metés con ganas de aprender va a ser llevadero
.
DISFRUTEN!!!
Teoría de la Cinemática
(O al menos lo que vamos a necesitar para poder resolver los problemitas )
)En esta rama de la física encontramos 2 tipos de movimientos.
•Movimiento Rectilíneo Uniforme (Comúnmente abreviado "MRU" )
•Movimiento Uniformemente Variado (Comúnmente abreviado "MUV" )
Dentro de éste último (el Movimiento Uniformemente Variado), encontramos dos movimientos diferentes.
Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) o también conocido como Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
Movimiento Uniformemente Retardado (MUR) o también conocido como Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado
Su explicación
MRU: La característica fundamental que define este movimiento, es que la velocidad es constante, osea, es igual siempre. Ésto significa que, cualquiera sea el tiempo, la velocidad será la misma. Esto además significa, que no habrá aceleración, porque la aceleración define una variación de la velocidad en el tiempo. Y si la velocidad variara (osea que cambia), ya no estaríamos hablando de un Movimiento Rectilíneo Uniforme.
Un ejemplo de este Movimiento es cuando vamos en el auto, y la velocidad que marca el tablero es siempre la misma. Es un ejemplo "tonto" si se quiere decir, pero bueno, es para entenderlo
.
MUV
Recuerden que se divide en estos dos de abajo
MUA: En este movimiento, vamos a encontrarnos con que posee aceleración. La característica es que SIEMPRE hallaremos aceleración, y esta va a ser constante. Osea, que el cuerpo que se mueve, cambia su velocidad en el tiempo, de a intervalos iguales. Un ejemplo es que, si el cuerpo recorrió 10 metros, y en esa distancia la velocidad aumentó 5 km/h, en los próximos 10 metros que avance la velocidad también aumentará 5 km/h, y así sucesivamente
. No sucede que en los primeros 10 metros aumentó 5 km/h, y en los próximos 10 metros aumenta 10 km/h. Si esto sucediera, la Aceleración NO sería constante. Y en este movimiento, la aceleración siempre es la misma.
MUR: Este movimiento es similar al MUA, pero es "al revés". La aceleración es negativa, y el cuerpo está frenando. No acelera, sino que desacelera. La aceleración también será constante como en MUA, y será negativa.
Acá van abreviaciones que van a ver en las fotos de los problemas.
D = Distancia
V0= Velocidad Inicial
VF= Velocidad Final
T= Tiempo
A= Aceleración
V0= Velocidad Inicial
VF= Velocidad Final
T= Tiempo
A= Aceleración
Lo único que necesitamos es esto
esto también
esta Fichita, la calidad no es buena sinceramente, pero espero que puedan visualizar las fórmulas. Más adelante lo verán mejor.
y obviamente esto:
Sin más que decir, hagamos el primero problema muchachos.
PROBLEMA 1
Acá va foto del problema que vamos a resolver
Primero se tiene que organizar la información del problema.
De acuerdo a lo leído, se tiene que identificar el TIPO DE MOVIMIENTO, y hay una división entre los DATOS y las INCÓGNITAS.
Esto de Datos e Incógnitas no solo en cinemática, sino en todos los problemas de Física que resolvamos alguna vez en la vida.
Miren las siguientes fotos y verán como lo fui haciendo (Y además como crotamente agregué "Taringa!"
)
Luego de la imagen que viene ahora, agregué otra imagen que indica cuales son los datos y las incógnitas que estan en la descripción del problema.
Nuevamente a leer el problema. Lo que está subrayado en ROJO son todos los datos que pude rescatar, y lo que está en VERDE son las incógnitas a averiguar. Es importante leer bien el problema, ya que a veces los datos aparecen de manera muy implícita, los profes te la hacen recontra rebuscada y facil no es
De acuerdo a eso continuamos con los datos muchachos
Y las Incógnitas tambien
Entonces ahora pasamos al siguiente Paso:
RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA - ITEM A (DISTANCIA)
Agarramos cualquiera de las Incógnitas, y la resolvemos. En esta parte resolveremos la Distancia. De acuerdo a los datos que tenemos, usaremos una fórmula u otra, dependiendo.
De acuerdo a la ficha, tenemos una formula de distancia para usar, en la sección de Movimiento Uniformemente Acelerado. Fíjense que puse un puntito negro para que vean la sección de MUA, y redondié la fórmula a usar
.
La tomamos y la escribimos
Comenzamos reemplazando los datos y empezando a resolver algebráicamente, mas o menos en la imagen voy indicando como lo resolví jajaja.
Acá terminaría el inciso A, que es averiguar la Distancia.
Sin embargo, quería explicar como simplifiqué las unidades al momento de multiplicar la Aceleración con el tiempo al cuadrado.
Y acá la imagen que sigue luego de la flecha a la izquierda.
RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA - ITEM B (VELOCIDAD FINAL)
Vemos la ficha, y de acuerdo con los datos que tenemos, utilizamos la fórmula correspondiente.
En la sección de fórmulas del Movimiento Uniformemente Acelerado, encontramos dos fórmulas para elegir.
Por si no se ve:
• VF = V0 + A x T
• VF²=V0² + 2 x A x D
(La equis es multiplicación, por si acaso)
• VF = V0 + A x T
• VF²=V0² + 2 x A x D
(La equis es multiplicación, por si acaso)
NOTA: La "a" cursiva de la formula de arriba es la misma que la "a" minúscula de la fórmula inferior. Ambas significan Aceleración, sin querer las escribí diferente por error.
¿Cual seleccionamos de las dos? Sería válido elegir cualquiera de las dos, pero yo te explico porqué elijo la de arriba, y no la de abajo.
1ero, la de arriba es más simple.
2do, la de abajo tiene un dato que es Distancia. Si bien este valor ya lo hayamos, podríamos habernos equivocado en la obtención de ese dato, y por lo tanto obtener una Velocidad Final equivocada. Por eso siempre hay que usar las fórmulas en la que sólo figuren datos que te dio el problema en su enunciado. Igualmente a veces esto no es posible y es indispensable usar datos que obtenimos.
Por lo tanto:
Y como respuesta final:
PROBLEMA 2
Calcular el tiempo que emplea un tren expreso en recorrer una distancia de 540 Km.Si lleva una rapidez constante de 250 Km/h. Expresar el tiempo en horas.
Al decir rapidez constante, identificamos que el movimiento es un Movimiento Rectilíneo Uniforme. No tiene aceleración.
Debería haber puesto este problema primero, porque es el movimiento más facil. Al no tener aceleración, se simplifica mucho las ecuaciones, pero bueno ya quedó así.
Veamos la ficha
Entonces comenzamos identificando Datos e Incógnitas como veniamos haciendo. Este problema es facilísimo a comparación del otro.
RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA - ÚNICO ITEM
Arrancamos buscando la fórmula de Tiempo y reemplazamos datos en ella.
Resolvemos algebráicamente.
Listo !
PROBLEMA 3
Como ven, este problema luce bastante más complicado. Pide muchos datos, y solo nos dice que un cuerpo cae, osea, WTF loco, como lo resuelvo???
Primero sabemos que, al caer, tiene aceleración. Por lo tanto es un Movimiento Uniformemente Acelerado.
Veamos la ficha. En rojo marco el tipo de movimiento, y en verde las respectivas ecuaciones al movimiento.
En esta imagen pongo los pocos datos que tengo.
Acá agrego Incógnitas.
RESOLUCIÓN - ITEM A (ACELERACIÓN)
Bueno, como en la parte Datos dedujimos que la aceleración era la gravedad...
Listo!
RESOLUCIÓN - ITEM B (DISTANCIA)
A pesar de que en la descripción del problema nos daba pocos datos, en las propias incógnitas el enunciado te da datos. Por ejemplo cuando dice "Distancia a los 3 segundos". Por lo tanto.
Listo!
RESOLUCIÓN - ITEM C (VELOCIDAD)
Lo mismo sucede con esta incógnita. El problema te da un dato al decirte "Velocidad luego de 70 metros"
Acá pongo la ecuación y reemplazo, no resuelvo todavía. Recuerden que la ecuación que tenemos que elegir depende de qué queremos encontrar, y de los datos que tengamos.
Acá en la flecha vean como reemplazo la Distancia.
Así
Luego de todo el reemplazo y la explicación, acá viene la Resolución algebráica.
Y la flechita que se iba al extremo derecho inferior, indica como resuelvo las unidades.
Ahora sigamos con lo que veníamos. Se pasa el cuadrado de VF al otro término para despejar.
Simplificamos
Listo! De esta manera averiguamos todos las incógnitas que teníamos que averiguar.
NOTA
Gente, se bien que no hice problemas de MUR (Movimiento Uniformemente Retardado), pero la mecánica de resolución es la misma, solo tienen que tener en cuenta que la aceleración es negativa. Un ejemplo de movimiento es cuando se tira una piedra hacia arriba, o un auto frena.
GokuSuperSaiyajin4 dijo:Bueno Taringueros, aca ha terminado el post, espero que les haya gustado, le puse mucho esmero para poder terminarlo bien y que quede enriquecido con imágenes y gifs. El post es totalmente de mi autoría, lo hice todo yo con lo que aprendí en secundaria. Lo único que utilicé fue la definición de Cinemática al principio, sacado de Wikipedia. Lo más importante de todo es que hayan aprendido algo, siempre me gustó el Taringa que ayudaba a la gente a aprender algo nuevo cada día, y bueno, este es mi aporte como otros post que he realizado. Un buen aporte a la Inteligencia Colectiva. Un abrazo enorme.
FELIZ NAVIDAD Y AÑO NUEVO! EL POST LO HICE A PROPÓSITO PARA PUBLICARLO EL 1/1/2013 ! QUE TENGAN UN AÑO GENIAL!