Cuando vas en un coche, puedes ver la velocidad en los
instrumentos del tablero. La velocidad no es siempre constante, cambia cuando
se frena o cuando se presiona el acelerador. ¿Qué información nos proporciona
la velocidad? ¿Podemos saber cuál es la distancia recorrida?
Cuando el coche está detenido, por supuesto, tiene velocidad
0. Si no arrancamos el coche, lo empujamos, o jalamos con una grúa, el coche no
se moverá. en una calle sin tránsito y andando a baja velocidad, el coche puede
mantenerse a velocidad constante v, esto es, vemos que la aguja del velocímetro
marca todo el tiempo la velocidad v. Si esta velocidad se mantiene durante un
intervalo de tiempo t, entonces la distancia d recorrida en ese tiempo por el
coche será:
d= vt
Cuando el coche se mueve a velocidad constante, la velocidad
es la distancia recorrida por unidad d tiempo. Por ejemplo, 10 km/h (se lee
"diez kilómetros por hora") indica que a velocidad constante el coche
recorrería 10 kilómetros cada hora.
LAS LEYES DEL
MOVIMIENTO DE NEWTON
Para explicar el movimiento de los planetas y otros cuerpos
en el espacio, el matemático y físico ingles Isaac Newton enunció una serie de
leyes del movimiento. Uno de los principios básicos indica que un cuerpo en
reposo, cuando no está sujeto a ninguna fuerza de sus alrededores, se mantiene
en reposo. También un cuerpo que se mueve con velocidad constante y que no está
sujeto a fuerza alguna mantiene su velocidad en línea recta y velocidad
constante.
Observamos que nuestro coche está sujeto a diversas fuerzas,
por un lado, al acelerar, el motor lo empuja hacia delante. Por otro lado la
fricción del piso tiene a frenarlo. Para mantenerlo a velocidad constante,
tenemos que equilibrar estas dos fuerzas.
Si el terreno por donde circula el coche no es plano,
entonces el coche puede experimentar otras fuerzas; al avanzar por una
pendiente inclinada; dicha fuerza es proporcional al peso de coche.
Cuando la velocidad del coche no es constante, resulta más
difícil saber la distancia que el coche recorre. Si medimos el tiempo t en el
que se mueve y conocemos la distancia de que recorrió, decimos entonces que la
velocidad media v del coche está dada por:
v= d/t
Por ejemplo, si de mi casa al sur de la ciudad tardo media
hora en llegar al centro y sé que la distancia es de 20 km, entonces el viaje
se realizo a una velocidad de
20 km /
30 min= 0.66 km/hr
Hay otras situaciones donde el movimiento no tiene velocidad
constante, como la caída libre de una piedra. Podemos fácilmente medir, con la
ayuda de un cronometro, cuánto tiempo tarda una piedra pequeña en caer desde
los diferentes niveles de un edificio. Veremos que la piedra recorre 5 metros
en 1 segundo. Si la piedra cae durante 2 segundos, habrá recorrido entonces 20
metros; si cae durante 3 segundos, entonces recorre 45 metros y si cae 4
segundos habrá recorrido 80 metros. Obviamente, el movimiento de la piedra al
caer no tiene velocidad constante, pues si así fuera habría recorrido solamente
10 metros en una caída de 2 segundos. La velocidad media de la piedra está dada
de acuerdo con la siguiente tabla:
Tiempo
en el aire
|
Distancia recorrida
|
Velocidad
media
|
1 seg.
|
5 m
|
5 km/seg
|
2 seg.
|
20 m
|
10 km/seg
|
3 seg.
|
45 m
|
15 km/seg
|
4 seg.
|
80 m
|
20 km/seg
|
Como vemos, cada segundo aumenta la velocidad media 5 m/seg.
Decimos que este movimiento es uniforme acelerado. La fuerza que actúa sobre la
piedra y hace que su velocidad no sea constante, es la fuerza de gravedad.
Dicha fuerza se mide como el peso de la piedra.
0 comentarios:
Publicar un comentario