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MOVIMIENTO RECTILINEO CLASE DE FISICACLASE DE FISICA ITESRC 11 ROSA MARIA BORREGO MIRELES 201DD017 INTEGRANTES VALERIA ARRIAGA PECINA 201DD529 GRACIELA ELVIRA ARIZPE CUENCAR 201DD528 ANTONY ARTURO GARCIA PEREZ 201DD687 JUAN VICENTE CASTELLANOS A. 201DD025 ELIDA MARLEN MENCHACA A. 201DD545 DALIA BRIONES LUGO 201DD019 MIGUEL ANGEL BELTRAN MORENO 201DD531 INDICE Se expondrán de cada subtema su respectivo concepto, aplicaciones en la vida cotidiana y un ejemplo resuelto. 22 ECUACIONES DIFERENCIALES DEL MOVIMIENTO MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO CAIDA LIBRE DE CUERPOS MOVIMIENTO RECTILINEO INTRODUCCION 33 Movimiento rectilíneo uniforme (MRU): la partícula se desplaza a velocidad constante con aceleración cero. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA): la partícula se mueve con aceleración constante. Movimiento rectilíneo con aceleración variada: la partícula se desplaza a velocidad y aceleración variable. Hay tres tipos de movimiento rectilineo: https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-rectilineo-uniforme/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/velocidad/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/aceleracion/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-rectilineo-uniformemente-acelerado/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/aceleracion/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-rectilineo-aceleracion-variada/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/velocidad/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/aceleracion/ INTRODUCCION 33¿QUE ES EL MOVIMIENTO RECTILINEO? Se denomina movimiento rectilíneo, aquél cuya trayectoria es una línea recta. EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO DEL ACENSOR ES UN EJEMPLO. CARACTERISTICAS 44 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME 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 sin aceleración. DE ACUERDO CON LA PRIMERA LEY DE NEWTON, TODA PARTÍCULA PUNTUAL PERMANECE EN REPOSO O EN MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME CUANDO NO HAY UNA FUERZA EXTERNA QUE ACTÚE SOBRE EL CUERPO, DADO QUE LAS FUERZAS ACTUALES ESTÁN EN EQUILIBRIO. . ESTA ES UNA SITUACIÓN IDEAL, YA QUE SIEMPRE EXISTEN FUERZAS QUE TIENDEN A ALTERAR EL MOVIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS. FORMULAS MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME 55 d v t d= (v)(t) v= d/t t= d/v EJEMPLO 66 Un tren sale de París a las 6 horas y llega a las 8 horas a Lyon. Su recorrido es en línea recta. La distancia entre la estación de París y la estación de Lyon es de 400 km. El tren siempre va a la misma velocidad, sin acelerar ni frenar hasta llegar a destino. ¿A qué velocidad va el tren? DISTANCIA: 400 KM TIEMPO: 8 HORAS – 6 HORAS 400 KM / 2 HS = 200 KM/H RESPUESTA: EL TREN VA A 200 KILÓMETROS POR HORA. V= D/T ECUACIONES DIFERENCIALES CLASE DE FISICACLASE DE FISICA ¿QUE ES? 77 Las ecuaciones diferenciales son muy utilizadas en todas las ramas de la ingeniería para el modelado de fenómenos físicos. Su uso es común tanto en ciencias aplicadas, como en ciencias fundamentales (física, química, biología) o matemáticas. Existe una gran cantidad de fenómenos reales complejos que pueden ser formulados en términos de ecuaciones diferenciales, lo cual permite predecir sus comportamientos futuros, entre otras cosas. En física, una ecuación de movimiento es la formulación matemática que define la evolución temporal de un sistema físico en el espacio. Esta ecuación relaciona la derivada temporal de una o varias variables que caracterizan el estado físico del sistema, con otras magnitudes físicas que provocan los cambios en este. ECUACIONES DIFERENCIALES DE MOVIMIENTO EN MECÁNICA CLÁSICA 88 HISTÓRICAMENTE EL PRIMER EJEMPLO DE ECUACIÓN DEL MOVIMIENTO QUE SE INTRODUJO EN FÍSICA FUE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA SISTEMAS FÍSICOS COMPUESTOS DE AGREGADOS PARTÍCULAS MATERIALES PUNTUALES. EN ESTOS SISTEMAS EL ESTADO DINÁMICO DE UN SISTEMA QUEDABA FIJADO POR LA POSICIÓN Y VELOCIDAD DE TODAS LAS PARTÍCULAS EN UN INSTANTE DADO. UN SISTEMA MECÁNICO FORMADO POR PARTÍCULAS Y CUERPOS LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO SON LAS ECUACIONES DIFERENCIALES QUE UNA VEZ RESUELTAS TE PERMITEN ENCONTRAR LAS POSICIONES Y VELOCIDADES DE DICHAS PARTÍCULAS Y CUERPOS EN FUNCIÓN DEL TIEMPO. APLICACIONES 99 En algunas de las aplicaciones básicas encontramos la tasa de cambio de la Temperatura con respecto al tiempo es proporcional a la diferencia de la Temperatura y la temperatura del Medio Ambiente se puede encontrar una infinidad de aplicaciones desde una producción que necesite de un control de temperatura sobre todo productos perecederos, como aplicaciones cotidianas, como que tan rápido se puede enfriar un café o una comida en determinados horarios. PARA LOS INGENIEROS TIENEN MUCHAS APLICACIONES, SE UTILIZAN TANTO EN CURSOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES O HIDRÁULICA Y NOS AYUDAN A DESCRIBIR CAMBIOS EN LOS FENÓMENOS FÍSICOS. EJEMPLO 1010 UNA MASA QUE PESA 4 LIBRAS SE UNE A UN RESORTE CUYA CONSTANTE ES DE 2 LIBRAS. EL MEDIO OFRECE UNA FUERZA DE AMORTIGUAMIENTO QUE ES NUMERICAMENTE IGUAL A LA VELOCIDAD INSTANTÁNEA. LA MASA SE LIBERA DESDE UN PUNTO SITUADO 1 PIE ARRIBA DE LA POSICIÓN DE EQUILIBRIO CON UNA VELOCIDAD DESCENDENTE DE 8 PIES/S. DETERMINE EL TIEMPO EN EL QUE LA MASA PASA POR LA POSICIÓN DE EQUILIBRIO. ENCUENTRE EL TIEMPO EN EL QUE LA MASA ALCANZA SU DESPLAZAMIENTO EXTREMO DESDE LA POSICIÓN DE EQUILIBRIO. CUAL ES LA POSICIÓN DE LA MASA EN EN ESTE INSTANTE? MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO CLASE DE FISICACLASE DE FISICA ¿QUE ES? 1111-LA TRAYECTORIA ES UNA LINEA RECTA-LA VELOCIDAD VARÍA UNIFORMEMENTE-LA ACELERACIÓN ES CONSTANTE En un movimiento rectiilineo uniforme acelerado (mrua) el cuerpo sufre una variación de velocidad, la cual su velocidad puede aumentar o disminuir. En dicho movimiento el cuerpo parte con una velocidad inicial, llega con una velocidad final, recorriendo un espacio en un tiempo dado, donde su aceleración es constante. esto quiere decir que va todo el rato con la misma aceleración, la velocidad cambia con el tiempo, pero lo hace de la misma forma. ES DECIR EL MRUA 1212 EL MOVIMIENTO DE UN ASCENSOR LO PODEMOS VER EN: UN CARRO QUE VIAJA POR LA AUTOPISTA O CARRETERA A VELOCIDAD CONSTANTE UNA PERSONA QUE VA A UN LUGAR POR UNA CALLE RECTA BICICLETA UN AVION QUE SE DESPLAZA POR EL CIELO UN TREN CUYA TRAYECTORIA ES RECTA EL MRUA 1313 CUANDO SE DEJA CAER UNA PELOTA EN CAÍDA LIBRE LO PODEMOS VER EN: UN CORREDOR DE 200 METROS PLANOS QUE MANTIENE SU RAPIDEZ UN NADADOR DE COMPETENCIAS QUE MANTIENE LA RAPIDEZ UN RAYO LASER EL MOVIMIENTO DE UN COHETE ESPACIAL APLICACIONES 1414EL MRUA TIENE LA CARACTERÍSTICA DE MANTENERUNA DIRECCIÓN RECTA Y UNA ACELERACIÓNCONSTANTE. APLICACIONES 1515 APLICACIONES 1616 APLICACIONES 1717 EJEMPLO 1818 UN AUTOMÓVIL PARTE DEL REPOSO Y ACELERA UNIFORMEMENTE HASTA ALCANZAR UNA RAPIDEZ DE 20 M/S EN 4 SEGUNDOS. DETERMINAR SU ACELERACIÓN Y LA DISTANCIA RECORRIDA FORMULAS EJEMPLO 1919 UN AUTOMÓVIL PARTE DEL REPOSO Y ACELERA UNIFORMEMENTE HASTA ALCANZAR UNA RAPIDEZ DE 20 M/S EN 4 SEGUNDOS. DETERMINAR SU ACELERACIÓN Y LA DISTANCIA RECORRIDA FORMULAS DATOS EJEMPLO 2020 DESPEJAMOS: EJEMPLO 2121 DESPEJAMOS: NOS DA UNA ACELERACION DE: EJEMPLO 2222 DESPEJAMOS: DATOS EJEMPLO 2323 DESPEJAMOS: DATOS CAIDA LIBRE CLASE DE FISICACLASE DE FISICA CONCEPTO 2424ES UN MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO QUE ACTUA SOBRELOS CUERPOS ES LA GRAVEDAD RESPRESENTADA POR LA LETRA G, COMO LA ACELERACION DE LA GRAVEDAD AUMENTA LA VELOCIDAD DEL CUERPO, LA ACELERACION SE TOMA POSITIVA. CUANDO DESDE CIERTA ALTURA SE DEJA CAER PARA PERMITIR QUE LA FUERZA DE GRAVEDAD ACTUE SOBRE EL SIENDO SU VELOCIDAD 0 La ley de la caída libre de los cuerpos sobre la tierra está dada por la función altura h=vt−1/2gt2+H, IMPORTANCIA DE LA CAIDALIBRE EN NUESTRA VIDA 2525 ES IMPORTANTE PORQUE CUANDO REALIZAMOS LA CAÍDA LIBRE DE MANERA DEPORTIVA NUESTRO CUERPO GENERA ADRENALINA QUE ES BENEFICIOSO PARA NUESTRA SALUD. ACTIVIDAD PREGUNTAS Si se lanza un objeto hacia arriba ¿cuáles serán su velocidad y aceleración en el punto más alto de su recorrido? Si se lanza un objeto hacia arriba ¿cuáles serán su velocidad y aceleración en el punto más alto de su recorrido? RESPUESTA: Al lanzar un cuerpo hacia arriba, el punto más alto de su trayectoria será alcanzado precisamente en el momento que empiece a bajar. Por tanto, en ese instante la velocidad del cuerpo tendrá un valor que no puede ser otro sino cero metros sobre segundo. ¿Cual es la ecuación diferencial para resolver los problemas? ¿Cual es la ecuación diferencial para resolver los problemas? RESPUESTA: Cuando un automóvil está frenando ¿cuál es el valor de V f ? Cuando un automóvil está frenando ¿cuál es el valor de V f ? RESPUESTA: 0 ¿Qué es lo que diferencia al MRU del MRUA? ¿Qué es lo que diferencia al MRU del MRUA? (MRU): la partícula se desplaza a velocidad constante con aceleración cero. (MRUA): la partícula se mueve con aceleración constante. https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-rectilineo-uniforme/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/velocidad/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/aceleracion/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-rectilineo-uniformemente-acelerado/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-rectilineo-uniformemente-acelerado/ https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/aceleracion/
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