física movimiento

Lidia Guadalupe Rico Hernández

Movimiento

Velocidad angular

Periodo y frecuencia

Fuerza centrípeta

Rapidez constante

Trayectoria circular

Características

Movimiento circurlar uniforme

Estas variables están relacionadas entre sí mediante las siguientes ecuaciones:

Velocidad angular (ω) = 2π / T Velocidad lineal (v) = r * ω Periodo (T) = 1 / f Frecuencia (f) = 1 / T

Velocidad lineal(v)

Periodo (T)

Radio(r)

Velocidad angular(ω)

Frecuencia (f)

Variables del MCU

ejemplos de aplicaciones del MCU en la vida cotidiana, la industria o la tecnología.

Es importante destacar que la velocidad angular se mide en radianes por segundo (rad/s) y la velocidad lineal se mide en metros por segundo (m/s).

La relación entre ambas velocidades está dada por la fórmula: v = ω * r

La relación entre la velocidad angular y la velocidad lineal se establece a través del radio de la trayectoria circular. La velocidad angular, representada por el símbolo omega (ω), se define como la rapidez con la que un objeto gira alrededor de un eje. Por otro lado, la velocidad lineal, representada por el símbolo v, es la rapidez con la que un objeto se desplaza a lo largo de la trayectoria circular

Velocidad Angular y velocidad lineal

Caida libre

Trayectoria parabólica

Velocidad inicial

Aceleración variable

Trayectoria vertical

Velocidad inicial

Aceleración constante

TiroVertical

Caida libre y tiro vertical

Ejemplo:

Posición vertical: y = y0 + V0yt - (1/2)gt^2 Velocidad vertical: Vy = V0y - gt Velocidad final vertical: Vyf = V0y - gtf Tiempo de vuelo: tf = (V0y + sqrt(V0y^2 + 2gy0))/g Altura máxima: ymax = (V0y^2)/(2g)

Las ecuaciones de movimiento que describen un tiro vertical son similares a las de la caída libre, pero con la velocidad inicial vertical no igual a cero

Posición vertical: y = y0 + V0yt - (1/2)gt^2 Velocidad vertical: Vy = V0y - gt Velocidad final vertical: Vyf = V0y - gtf Tiempo de vuelo: tf = (2V0y)/g Altura máxima: ymax = (V0y^2)/(2*g)

Una vez establecido el sistema de referencia, las ecuaciones de movimiento que describen una caída libre son

La caída libre como el tiro vertical se pueden estudiar en una sola dimensión, ya sea vertical u horizontal. En el caso de la caída libre, se considera únicamente el movimiento vertical, mientras que en el tiro vertical se estudia tanto el movimiento vertical como el horizontal.

Número de Dimensiones

En una situación de caída libre o tiro vertical, conviene colocar el sistema de referencia en el punto de partida del objeto en caída. Esto se debe a que al elegir este punto como origen, simplificamos los cálculos y nos permite trabajar con valores positivos y negativos de manera más sencilla.

Sistema de Referencia

Trayectoria parabólica

Características

Velocidad horizontal constante:

Se refiere al movimiento de un objeto lanzado al espacio sin fuerza de propulsión propia. En este tipo de movimiento, el objeto sigue una trayectoria curva en forma de parábola debido a la influencia de la gravedad.

Velocidad vertical variable

Tiempo de vuelo

Altura máxima

Alcance máximo

Movimiento de proyectiles(tiro parabólico)

Tecnología militar

Deportes

Ecuación de movimiento horizontal: x = V0x * t Donde x es la posición horizontal, V0x es la velocidad inicial en la dirección horizontal y t es el tiempo. Ecuación de movimiento vertical: y = V0y * t - (1/2) * g * t^2 Donde y es la posición vertical, V0y es la velocidad inicial en la dirección vertical, g es la aceleración debido a la gravedad y t es el tiempo. Estas ecuaciones permiten describir la trayectoria parabólica de un objeto lanzado en un ángulo determinado

Se necesitan dos ecuaciones de movimiento: una para la dirección horizontal y otra para la dirección vertical. Estas ecuaciones son:

En el estudio del tiro parabólico, se puede considerar un sistema bidimensional, es decir, se puede estudiar en un plano. Esto implica que se necesitan al menos dos dimensiones para analizar el movimiento de un proyectil en un tiro parabólico. En este caso, se consideran las dimensiones horizontal (x) y vertical (y) para describir la trayectoria del proyectil.

Casos reales de aplicación del movimiento de proyectiles en deportes o tecnología militar

Dimensiones tiro parabólico

.Por ejemplo:En los instrumentos musicales, las ondas sonoras generadas por las vibraciones de las cuerdas o las columnas de aire en los instrumentos de viento producen el sonido que escuchamos. En la tecnología de comunicación, las ondas electromagnéticas, como las ondas de radio y las microondas, son utilizadas para transmitir señales de radio y televisión, así como para la comunicación inalámbrica en dispositivos móviles.

velocidad de propagación

longitud de onda

frecuencia

Características

Amplitud

Una onda es una perturbación que se propaga a través de un medio, transportando energía sin transportar materia. Pueden ser producidas por diferentes fenómenos, como vibraciones, oscilaciones o perturbaciones

¿Qué es una Onda?

Las vibraciones son movimientos oscilatorios que generan ondas. Cuando una fuente vibra, como un diapasón o una cuerda, crea una perturbación en el medio circundante. Esta perturbación se propaga a través del medio en forma de ondas

Vibraciones generan ondas

En el vacío, no hay medio elástico a través del cual el sonido pueda propagarse, por lo que no se puede escuchar ningún sonido en el espacio vacío

En el caso de los sólidos y líquidos, las partículas están más cercanas entre sí, lo que permite una transmisión más eficiente del sonido. Por lo tanto, el sonido se propaga más rápido en estos medios en comparación con los gases

Cuando se produce una perturbación periódica en el aire, se generan ondas sonoras longitudinales

El sonido se produce cuando hay una fuente mecánica de vibración y un medio elástico a través del cual se puede propagar la perturbación. La fuente puede ser un diapasón, una cuerda vibrante o una columna de aire vibrante en un tubo de órgano

velocidad de propagación

timbre

amplitud

frecuencia

Características físicas

El sonido es una forma de energía que se propaga a través de ondas mecánicas longitudinales en un medio elástico, como el aire, el agua o los sólidos. Se produce cuando una fuente vibrante, como una cuerda de guitarra o las cuerdas vocales, genera una perturbación que se transmite a través del medio elástico.

El sonido

El sonido tiene numerosas aplicaciones en tecnología, comunicaciones y entretenimiento. Permíteme darte algunos ejemplos: Tecnología: El sonido se utiliza en la tecnología de reconocimiento de voz, como en los asistentes virtuales como Siri o Alexa. También se utiliza en sistemas de alarma, como las alarmas de incendio o las alarmas de seguridad en los automóviles. Comunicaciones: El sonido es fundamental en las comunicaciones telefónicas. Los teléfonos móviles y los teléfonos fijos utilizan señales de sonido para transmitir la voz de una persona a otra a través de las redes telefónicas. Además, el sonido se utiliza en la radio y la televisión para transmitir información y entretenimiento a larga distancia. Entretenimiento: El sonido es esencial en el entretenimiento. En el cine, el sonido envolvente crea una experiencia inmersiva para los espectadores. En la música, el sonido se utiliza para crear melodías y ritmos agradables. Además, los videojuegos utilizan efectos de sonido para mejorar la experiencia de juego y sumergir al jugador en el mundo virtual

Un objeto se deja caer desde una altura de 100 metros. Calcula el tiempo que tarda en llegar al suelo y su velocidad justo antes de tocar el suelo. Primero, vamos a calcular el tiempo que tarda en llegar al suelo. Utilizaremos la ecuación de la posición vertical: y = y0 + v0t + (1/2)gt^2 Donde: y = posición final (0 metros, ya que llega al suelo) y0 = posición inicial (100 metros) v0 = velocidad inicial (0 metros/segundo, ya que se deja caer) g = aceleración debido a la gravedad (-9.8 metros/segundo^2, considerando la dirección positiva hacia abajo) t = tiempo Sustituyendo los valores conocidos en la ecuación, tenemos: 0 = 100 + 0*t + (1/2)(-9.8)t^2 Simplificando la ecuación, obtenemos: 4.9t^2 = 100 Dividiendo ambos lados de la ecuación por 4.9, tenemos: t^2 = 20.41 Tomando la raíz cuadrada de ambos lados, obtenemos: t ≈ 4.52 segundosPor lo tanto, el objeto tarda aproximadamente 4.52 segundos en llegar al suelo. Ahora, vamos a calcular la velocidad justo antes de tocar el suelo. Utilizaremos la ecuación de la velocidad: v = v0 + gt Donde: v = velocidad final v0 = velocidad inicial (0 metros/segundo) g = aceleración debido a la gravedad (-9.8 metros/segundo^2) t = tiempo (4.52 segundos) Sustituyendo los valores conocidos en la ecuación, tenemos: v = 0 + (-9.8)(4.52) Simplificando la ecuación, obtenemos: v ≈ -44.3 metros/segundo La velocidad es negativa porque el objeto está cayendo hacia abajo. Por lo tanto, la velocidad justo antes de tocar el suelo es aproximadamente -44.3 metros/segundo.

Un disco tiene una velocidad angular constante de 5 rads. Calcula la velocidad lineal en el borde del disco si su radio es de 2 metros Para calcular la velocidad lineal en el borde del disco, utilizaremos la fórmula: velocidad lineal = radio x velocidad angular Dado que el radio del disco es de 2 metros y la velocidad angular es de 5 rad/s, sustituimos estos valores en la fórmula:velocidad lineal = 2 metros x 5 rad/s La velocidad lineal en el borde del disco es de 10 metros por segundo.

Resuelve

Un proyectil es lanzado con un ángulo de 45° y una velocidad inicial de 30 ms. Calcula la altura máxima alcanzada y el alcance horizontal. Primero, descomponemos la velocidad inicial en sus componentes horizontal y vertical. Dado que el ángulo de lanzamiento es de 45°, tanto la componente horizontal como la vertical serán iguales. La componente horizontal de la velocidad inicial (V0x) es: V0x = V0 * cos(45°) = 30 m/s * cos(45°) = 21.21 m/s La componente vertical de la velocidad inicial (V0y) es: V0y = V0 * sen(45°) = 30 m/s * sen(45°) = 21.21 m/sLa altura máxima se alcanza cuando la componente vertical de la velocidad es cero. Utilizando la ecuación de la velocidad vertical: V0y = Vy + gt Donde Vy es la velocidad vertical en un tiempo t y g es la aceleración debido a la gravedad (-9.8 m/s²). Igualamos Vy a cero y resolvemos para t: 0 = 21.21 m/s + (-9.8 m/s²) * t 21.21 m/s = 9.8 m/s² * t t = 21.21 m/s / 9.8 m/s² ≈ 2.16 s El tiempo necesario para alcanzar la altura máxima es de aproximadamente 2.16 segundos. Para calcular la altura máxima (h), utilizamos la ecuación de posición vertical: y = V0y * t + (1/2) * g * t² Sustituyendo los valores conocidos: h = 21.21 m/s * 2.16 s + (1/2) * (-9.8 m/s²) * (2.16 s)² h ≈ 45.92 m Por lo tanto, la altura máxima alcanzada por el proyectil es de aproximadamente 45.92 metros. Para calcular el alcance horizontal (R), utilizamos la ecuación de posición horizontal: x = V0x * t Sustituyendo los valores conocidos: R = 21.21 m/s * 2.16 s R ≈ 45.77 m Por lo tanto, el alcance horizontal del proyectil es de aproximadamente 45.77 metros.

Bibliografía

Universidad UTEL, Asesor Académico Virtual, Disponible en: https://aula03.utel.edu.mx/mod/forum/discuss.php?d=13995

El alcance máximo de un proyectil se alcanza cuando el ángulo de lanzamiento es de 45 grados. En este caso, la distancia horizontal recorrida es máxima.

Durante todo el movimiento, la velocidad horizontal del proyectil se mantiene constante. Esto se debe a que no hay fuerzas horizontales actuando sobre el objeto una vez que ha sido lanzado.

La trayectoria seguida por un proyectil es una parábola simétrica. Esto significa que el objeto se eleva hasta alcanzar una altura máxima y luego desciende hasta el suelo en un arco.

En el ámbito militar, el movimiento de proyectiles es fundamental en el diseño y uso de armas de largo alcance, como los misiles balísticos. Estos misiles son lanzados con una fuerza y un ángulo específicos para seguir una trayectoria parabólica y alcanzar su objetivo a gran distancia.

Las ondas electromagnéticas no requieren un medio material para propagarse. Estas ondas se componen de campos eléctricos y magnéticos que oscilan perpendicularmente entre sí y en dirección de propagación. Las ondas electromagnéticas pueden propagarse en el vacío, como es el caso de la luz y las ondas de radio

Las ondas mecánicas, como las ondas sonoras, se propagan a través de un medio material, como el aire, el agua o un sólido. En este tipo de ondas, las partículas del medio oscilan alrededor de una posición de equilibrio a medida que la onda se propaga. Estas oscilaciones transmiten la energía de la onda de una partícula a otra, permitiendo que la onda se propague.

Imagina que lanzas una pelota hacia arriba desde el techo de un edificio. Durante su ascenso, la pelota experimentará una desaceleración debido a la gravedad hasta que alcance su altura máxima. Luego, comenzará a caer libremente hacia abajo. Puedes calcular el tiempo que tarda en caer utilizando la fórmula t = √(2h/g), donde h es la altura y g es la aceleración debido a la gravedad.

En esta disciplina, los arqueros deben calcular la fuerza y el ángulo de lanzamiento para que la flecha siga una trayectoria parabólica y alcance el blanco. El movimiento de la flecha es similar al de un proyectil.

Supongamos que lanzas una pelota hacia arriba con una velocidad inicial de 20 m/s desde el suelo. Puedes calcular el tiempo que tarda en alcanzar su altura máxima utilizando la fórmula t = Vf/g, donde Vf es la velocidad final vertical y g es la aceleración debido a la gravedad. Luego, puedes calcular la altura máxima utilizando la fórmula h = (Vf^2)/(2g).

las ondas gravitacionales, que están relacionadas con la teoría de la relatividad de Einstein, se propagan a través del espacio-tiempo. Estas ondas son generadas por eventos cósmicos masivos, como la colisión de agujeros negros, y alteran la geometría del espacio-tiempo a medida que se propagan

En la artillería, se utilizan cálculos de movimiento de proyectiles para determinar la trayectoria y el alcance de los disparos. Esto es crucial para apuntar con precisión y alcanzar objetivos a larga distancia.

A diferencia de la velocidad horizontal, la velocidad vertical del proyectil cambia constantemente debido a la influencia de la gravedad. En el punto más alto de la trayectoria, la velocidad vertical es cero, mientras que en otros puntos varía dependiendo del tiempo y la aceleración debida a la gravedad.

El tiempo de vuelo de un proyectil es el tiempo total que tarda en recorrer su trayectoria desde el punto de lanzamiento hasta el punto de impacto. Este tiempo depende de la velocidad inicial y del ángulo de lanzamiento.

En deportes como el fútbol, el lanzamiento de un balón desde una posición fija hacia una meta es un ejemplo de movimiento de proyectil. El jugador debe calcular la fuerza y el ángulo de lanzamiento para que el balón siga una trayectoria parabólica y alcance su objetivo.

La altura máxima alcanzada por un proyectil se produce en el punto medio de su trayectoria. En este punto, la velocidad vertical es cero y la velocidad horizontal se mantiene constante.