Movimiento Rectilineo

Movimiento rectilíneo.

La importancia del movimiento rectilíneo se debe no solo a que hay situaciones reales en que el movimiento se realiza en línea recta, sino además, a que cualquier movimiento puede ser interpretado como una combinación de movimientos rectilíneos en direcciones perpendiculares entre sí. En el movimiento rectilíneo, es la trayectoria que describe el móvil de una línea recta. Algunos tipos notables de movimiento rectilíneo son:

• Movimiento rectilíneo uniforme: cuando la velocidad es constante.

• Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: cuando la aceleración es constante.

En mecánica el movimiento rectilíneo es uno de los ejemplos más sencillos de movimiento, en el que la velocidad tiene dirección constante (aunque pueda tener en algunos casos aceleración), además hay fuerza y aceleración, estas son siempre paralelas a la velocidad. Esto permite tratar el movimiento rectilíneo mediante ecuaciones escalares, sin necesidad, de usar el formalismo de vectores.

Se denomina movimiento rectilíneo, porque su trayectoria es una línea recta.

Movimiento rectilíneo uniforme.

Un movimiento es rectilíneo cuando un móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.

• Movimiento que se realiza sobre una línea recta.

• Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

• La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.

• Aceleración nula.

Esta ecuación permite predecir en un momento futuro determinado cual será la posición del móvil con MRU conociendo su velocidad, la posición inicial del mismo y el instante inicial del movimiento.

En la mayoría de los ejercicios, se toma para mayor simplicidad el instante inicial igual a cero, lo cual equivale a usar un cronometro y ponerlo a cero al inicia del experimento. La ecuación horaria se transforma entonces en:

El movimiento rectilíneo uniforme es una trayectoria recta, su velocidad es constante, y su aceleración es nula. Lo representaremos con la siguiente grafica:

Aplicaciones

En astronomía, el MRU es muy utilizado. Los planetas y las estrellas no se mueven en línea recta, pero la que sí se mueve en línea recta es la luz, y siempre a la misma velocidad.

Entonces, sabiendo la distancia a la que se encuentra un objeto, se puede saber el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia. Por ejemplo, el sol se encuentra a 150.000.000 km. La luz, por lo tanto, tarda 500 segundos (8 minutos 20 segundos) en llegar hasta la tierra. La realidad es un poco más compleja, con la relatividad de por medio, pero a grandes rasgos podemos decir que la luz sigue un movimiento rectilíneo uniforme.

Un tren que viaja por las vías en un tramo recto y con una velocidad constante de

100 km/h es un ejemplo de movimiento rectilíneo uniforme.

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un movimiento con aceleración constante. Durante el no varían la dirección, el valor, ni el sentido de la aceleración

Este es el significado del movimiento uniformemente acelerado, el cual “en tiempos iguales, adquiere iguales incrementos de rapidez”.

Recalcamos que uniformemente acelerado puede significar tanto incremento como decremento de la velocidad, lo esencial consiste en que la aceleraciones constante, sea positiva o negativa.

Las tres características fundamentales de este movimiento son:

• La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes.

• La velocidad varía linealmente respecto del tiempo.

• La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo.

Un ejemplo sencillo de este movimiento seria: Una bola que rueda por un plano inclinado o una piedra que cae en el vacío desde lo alto de un edificio son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un modo aproximadamente uniforme; es decir, con una aceleración constante.

En este tipo de movimiento sobre la partícula u objeto actúa una fuerza que puede ser externa o interna.

En este movimiento la velocidad es variable, nunca permanece constante; lo que sí es constante es la aceleración.

Entenderemos como aceleración la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud (rapidez), en la dirección o en ambos.

Las variables que entran en juego (con sus respectivas unidades de medida) al estudiar este tipo de movimiento son:

• Velocidad inicial Vo (m/s)

• Velocidad final Vf (m/s)

• Aceleración a (m/s2)

• Tiempo t (s)

• Distancia d (m)

Para efectuar cálculos que permitan resolver problemas usaremos las siguientes fórmulas:

Un modo de describir y estudiar los movimientos es mediante gráficas que representan distancia-tiempo (distancia en función del tiempo), velocidad-tiempo (velocidad en función del tiempo) y aceleración-tiempo (aceleración en función del tiempo).

Debemos anotar que los vocablos distancia, espacio y desplazamiento se usan como sinónimos.

Espacio (distancia o desplazamiento) en función del tiempo

El espacio (distancia o desplazamiento) recorrido en un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) puede representarse en función del tiempo. La gráfica es una parábola cóncava ascendente.

Independientemente de la forma de la parábola (cóncava o convexa en la gráfica) del movimiento los espacios que recorre el móvil son siempre positivos.

Velocidad en función del tiempo

En un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) la velocidad varía proporcionalmente al tiempo, por lo que la representación gráfica v-t (velocidad en función del tiempo) es una recta ascendente.

Aceleración en función del tiempo

Tal como lo dice su nombre, en el Movimiento uniformemente acelerado la aceleración es constante, por lo que la gráfica a-t (aceleración en función del tiempo) es una recta paralela

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