Movimiento Rectilíneo Uniforme
Introducción:
Imagina que estás conduciendo un coche en una carretera recta y plana, manteniendo una velocidad constante sin acelerar ni frenar. Este tipo de movimiento, donde te desplazas en línea recta a una velocidad constante, se conoce como movimiento rectilíneo uniforme (MRU). En esta lección, descubrirás cómo este movimiento simple pero fundamental es clave para entender muchos conceptos más complejos en física. Desde el viaje de una bala disparada a una diana hasta el desplazamiento de un tren en una vía recta, el MRU está en todas partes, y aprenderás a describirlo, analizarlo y aplicarlo a situaciones del mundo real.
Contenido:
MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme)
Definición de MRU:
- Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) es el movimiento de un objeto que se desplaza en línea recta a una velocidad constante. Esto significa que recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales y no experimenta aceleración.
Características del MRU:
- Velocidad Constante: En el MRU, la velocidad del objeto permanece constante. No hay cambios en la rapidez ni en la dirección del movimiento.
- Trayectoria Rectilínea: El movimiento ocurre en una línea recta sin cambios de dirección.
- Sin Aceleración: Como la velocidad es constante, la aceleración es cero.
Fórmula del MRU:
- La relación fundamental en el MRU es: v=d/t Donde:
- v es la velocidad (constante) del objeto,
- d es la distancia recorrida,
- t es el tiempo transcurrido.
- También se puede expresar como: d=v*t ; t=d/v
Gráfica de Distancia vs. Tiempo:
- En una gráfica de distancia vs. tiempo para un MRU, la línea es recta y tiene una pendiente constante.
- La pendiente de la gráfica representa la velocidad constante del objeto.
- Una pendiente más inclinada indica una mayor velocidad.
Ejemplos de Aplicación en el mundo real:
- Caminata en una Cinta de Correr: Cuando caminas a una velocidad constante en una cinta de correr, estás realizando un movimiento rectilíneo uniforme. La distancia que recorres aumenta de manera constante con el tiempo.
- Un Tren en una Vía Recta: Un tren que se desplaza en una vía recta a una velocidad constante está en MRU. La distancia recorrida por el tren aumenta uniformemente con el tiempo.
- Una Nave Espacial en el Espacio: Una nave espacial que se mueve a una velocidad constante en el vacío del espacio, lejos de la influencia gravitatoria, está en MRU. Su velocidad y dirección permanecen constantes.
- Una Partícula en un Acelerador de Partículas: Dentro de un acelerador de partículas, una partícula puede moverse en línea recta a velocidad constante, ilustrando un MRU en un entorno controlado.
- Un Coche en Control de Crucero: Cuando activas el control de crucero en tu coche y este mantiene una velocidad constante en una autopista recta, el coche está en MRU. La velocidad no cambia, y el coche recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales.
Ejemplos:
Ejemplo 1
Un móvil avanza con MRU a razón de 5 m/s durante 10 s. Calcular la distancia recorrida.
Solución:
Sabemos que el móvil avanza con MRU y además tenemos los siguientes datos:
- Rapidez: v = 5 m/s
- Tiempo: t = 10 s.
- Distancia: d = ?
Calcularemos la distancia «d» empleando las fórmulas:
La distancia recorrida por el auto es de 5 metros.
Ejemplo 2
Una bicicleta avanza con MRU recorriendo 3 kilómetros en 1500 segundos. ¿Con qué rapidez avanza?
Solución:
En este caso, podemos ver que la bicicleta avanza con MRU, es decir, con rapidez constante. Además, podemos ver que la distancia está expresada en kilómetros, lo cual no nos conviene, es mejor trabajar en metros. Para convertir kilómetros a metros, solo tenemos que multiplicar por 1000.
Ahora sí, tenemos los siguientes datos:
- Tiempo: t = 1500 s.
- Distancia: d = 3000 m.
- Rapidez: v = ?
Como tenemos que calcular la rapidez, usamos nuestro triángulo d-v-t y sacamos la fórmula de la rapidez «v»:
La rapidez con la que avanza la bicicleta es de 2 m/s.
Actividades para repasar los contenidos:
Actividad 1
Carrera de MRU
Objetivo: Experimentar con el movimiento rectilíneo uniforme en un contexto competitivo.
Instrucciones:
- Organiza una Carrera: En el aula o en un espacio abierto, organiza una carrera donde los participantes deban mantener una velocidad constante.
- Establece las Reglas: Cada corredor debe intentar mantener la misma velocidad durante toda la carrera, sin acelerar ni desacelerar.
- Mide la Velocidad: Utiliza cronómetros y cintas métricas para medir el tiempo y la distancia recorrida por cada corredor.
- Analiza los Resultados: Calcula la velocidad de cada corredor y compara con la distancia total recorrida.
- Gana Puntos: Los corredores que mantengan la velocidad más constante y presenten los datos más precisos ganan puntos Krugs.
Actividad 2
Carrera de MRU
Objetivo: Aplica los conocimientos de MRU en problemas.
Instrucciones:
- Ingrese en el enlace Ejercicios propuestos MRU
- Resuelva los problemas del taller en su cuaderno.
Actividad 3
Objetivo: Aplicar el MRU en el contexto de una simulación.
Instrucciones:
- Ingresa en el simulador Pendiente gráfico x-t educaplus
- Compruebe analíticamente que la pendiente de la recta tangente al gráfico x-t corresponde a la velocidad instantánea de la moto.
- Comente con sus compañeros sus conclusiones.
Actividad 4
Objetivo: Aplicar los conocimientos de MRU en gráficos de x-t.
Instrucciones: Realice los ejercicios de la hoja de trabajo. Ejercicios MRU
Actividad 5
Realizar las actividades lúdicas de los siguientes links
Actividad 6
- Realizar los ejercicios propuestos. se encuentran al final de la presentación.
Experimento
Carreras
- La consigna se encuentra en la presentación de MRU.