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BLOQUE II. CÓMO SE MUEVEN LOS OBJETOS (1)

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EL UNIVERSO Y SU
MOVIMIENTO
Profesor: Mtro. Iraid Hebed Hernández Barragán
Correo institucional: [email protected]
Enero - Junio 2024
Estructura de la materia.
BLOQUE I: ¿POR QUÉ MEDIMOS EN FÍSICA?
BLOQUE II: ¿CÓMO SE MUEVEN LOS OBJETOS?
BLOQUE III: ¿POR QUÉ SE MUEVEN LOS OBJETOS?
Objetivo general de la materia.
El alumno desarrollara la capacidad para describir y analizar
el comportamiento del movimiento de los cuerpos; con los
principios y leyes físicas que los rigen, usando el método
científico y tecnologías digitales, para utilizarlos en su vida
diaria.
BLOQUE II
¿Cómo se
mueven los
objetos?
Objetivo del bloque.
El alumno describirá los diferentes tipos de
movimiento para inferir sus trayectorias en una y dos
dimensiones
por
medio
de
experimentos,
estableciendo modelos matemáticos que los
caractericen, para su aplicación cotidiana.
Competencias a desarrollar.
GENÉRICAS
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas
a partir de métodos establecidos.
Creatividad
Pensamiento
crítico
5.5.
Sintetiza
evidencias
obtenidas
mediante
la
experimentación para producir conclusiones y formular nuevas
preguntas.
6.4. Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
Competencias a desarrollar.
DISCIPLINARES
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
7. Hace explicitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la
solución de problemas cotidianos.
.
Clasificación
de la mecánica.
MECÁNICA
CINEMÁTICA
DINÁMICA
CINEMÁTICA
Estudia los diferentes tipos
de movimiento de los
cuerpos sin atender las
causas que lo producen.
DINÁMICA
Estudia las causas que
originan el movimiento de
los cuerpos.
Sistema de
referencia.
¿Qué es
movimiento?
Se dice que un cuerpo tiene
movimiento cuando varia su
distancia o posición en relación
con otros cuerpos que se toman
como referencia a medida que
transcurre el tiempo.
.
SISTEMA DE
REFERENCIAS
ABSOLUTO
RELATIVO
Sistema de referencia absoluto.
Un sistema de referencia es absoluto
cuando toma en cuenta un sistema fijo
de referencia.
Ejemplos:
El avance de un motociclista. Visto desde un peatón que espera por el
semáforo, es un movimiento absoluto visto desde su sistema de referencia en
reposo.
El movimiento de una bala. Vista respecto de un punto en reposo, la bala sale
del arma y se desplaza con un movimiento absoluto.
Un objeto que cae. Si vemos caer un objeto mientras permanecemos quietos
en la dirección vertical, su movimiento será absoluto desde nuestro sistema en
reposo.
Un cohete espacial que despega. Visto por quienes quedamos atrás en la
tierra, es el cohete quien se mueve, aunque forme parte del desplazamiento
orbital de nuestro planeta (al menos hasta que lo abandone del todo).
Un automóvil en la autopista. Observado desde el punto de vista del policía
que le mide la velocidad.
Sistema de referencia relativo.
Un sistema de
considera móvil
referencia.
referencia relativo
al sistema de
Ejemplos:
• El caminar de un alumno con respecto a su escuela.
• El movimiento de un elevador con respecto al piso.
• El movimiento de un avión con respecto a la tierra.
• Un alumno que se transporta a la escuela en
autobús.
• El movimiento de una persona que se encuentra
dentro de un elevador.
• El movimiento de la azafata dentro de un avión.
Movimiento en
una dimensión.
Movimiento
horizontal.
El movimiento horizontal es el que presentan los
cuerpos que describen una trayectoria rectilínea
horizontal.
Ejemplos:
• El caminar de una persona.
• La trayectoria de un tren.
• La trayectoria de una canica sobre una
superficie.
Distancia: Es una magnitud escalar ya que
solo interesa saber cuál fue la magnitud de
la longitud recorrida por el móvil durante su
trayectoria seguida, sin importar en qué
dirección lo hizo.
Desplazamiento: El desplazamiento de un
móvil es una magnitud vectorial, pues
corresponde a una distancia medida en una
dirección particular entre dos puntos: El de
partida y el de llegada.
Rapidez: Es una cantidad escalar que
únicamente indica la magnitud de la
velocidad.
Velocidad: Es una magnitud vectorial pues
para quedar bien definida requiere que se
señale además de su magnitud, su
dirección y sentido.
La velocidad se define como el desplazamiento realizado por un móvil
dividido entre el tiempo que tarda en efectuarlo:
v=
𝑑
𝑡
Donde:
v= Velocidad del móvil.
𝒅= Desplazamiento del móvil.
t= Tiempo en que se realiza el desplazamiento.
Las unidades de velocidad son:
SI= v= m/s
CGS= v= cm/s
Ejercicios.
1. Un corredor avanza 3 km en un tiempo de 10 minutos.
Calcular su rapidez, es decir, la magnitud de su
velocidad, en: a) Km/h y b) m/s.
2. La rapidez de un ciclista es de 10 m/s. ¿Qué distancia
recorre en 125 s?
3. Encontrar la velocidad en m/s de un motociclista cuyo
desplazamiento es de 8 km al este en 9 minutos
4. Determinar el desplazamiento en metros que realizará un automóvil al
viajar hacia el norte a una velocidad de 80 Km/h durante 0.9 minutos.
5. Una lancha de motor desarrolla una velocidad cuya magnitud es de 6.5
m/s, si la velocidad que lleva la corriente de un río hacia el este es de
3.4 m/s.
Calcular:
a) La velocidad de la lancha si va en la misma dirección y sentido que la
corriente del río.
b) La velocidad de la lancha si va a la misma dirección, pero en sentido
contrario a la corriente del río.
c) La velocidad de la lancha si se requiere cruzar perpendicularmente el
río de una orilla a la otra. Determinar también cuál será la dirección
que llevará la lancha, emplear el método del paralelogramo. (Escala:
1cm = 1m)
Respuestas.
1. a) v= 18 km/h b) v= 5 m/s
2. d= 1250 m
3. v= 14.81 m/s al este
4. d= 1199.88 m
5. a) v= 9.9 m/s al este b) v= -3.1 m/s al oeste c) La velocidad de la
lancha es de 7.4 m/s con un ángulo de 63° en dirección al
noreste.
Movimiento
Rectilíneo
Uniforme
(MRU).
Cuando un móvil sigue una trayectoria recta en la cual
realiza desplazamientos iguales en tiempos iguales se dice
que efectúa un movimiento rectilíneo uniforme.
Para representar algún cambio en una variable se utiliza la
letra griega Δ (delta), por tanto, podemos escribir la fórmula
de la velocidad en función de los cambios en su
desplazamiento respecto al cambio en el tiempo de la
siguiente forma:
Δ𝑑 d2−d1
v=
=
Δ𝑡 t2−t1
Siempre que se trate del movimiento de un móvil en línea
recta, recorriendo desplazamientos iguales en tiempos
Δ𝑑
iguales, la relación : será un valor constante.
Δ𝑡
Δ𝑑
Donde: = k=constante
Δ𝑡
Velocidad media.
La mayoría de los movimientos que realizan los cuerpos no
son uniformes, es decir, sus desplazamientos generalmente
no son proporcionales al cambio de tiempo; debido a ello es
necesario considerar el concepto de velocidad media; por
ejemplo, cuando oímos decir que de la Ciudad de México a
la de Puebla se hace en autobús una hora y media, al
recorrer la distancia de 128 kilómetros que las separa,
podemos calcular la magnitud de la velocidad media durante
el viaje:
v=
𝑑 128 𝑘𝑚
=
=
𝑡
1.5 ℎ
85.3 Km/h
Velocidad instantánea.
• Es la velocidad que lleva un móvil en un instante determinado.
• Si se conocen diferentes velocidades instantáneas, entonces:
v1 + v2 + v3 + ... + vn
vm =
n
En donde: Vm: velocidad media (km/h, m/s, cm/s)
v1, v2, v3,...,Vn: velocidades instantáneas
Ejercicios.
1. Calcular la velocidad media de un coche si partió al sur
con una velocidad inicial de 1.5 m/s y su velocidad final
fue de 12 m/s.
2. Encuentre la velocidad promedio de un camión que
durante su recorrido hacia el sur tuvo las siguientes
magnitudes de velocidades.
v1= 8 m/s
v2= 10 m/s
v3= 9.5 m/s
v4= 12 m/s
3. Calcular la magnitud de la velocidad promedio de un
motociclista que recorre una distancia de 120 km en 90
minutos. Exprese el resultado en km/h.
4. Determine la magnitud de la velocidad media de un
patinador que lleva una velocidad inicial cuya magnitud
es de 3 m/s y su velocidad final tiene una magnitud de
4.2 m/s.
5. Calcule el tiempo en horas en que un autobús de
pasajeros efectúa un desplazamiento de 3km si lleva una
velocidad media de 50 km/h al sur.
Respuestas.
1. Vm= 6.75 m/s al sur.
2. Vm= 9.88 m/s al sur.
3. Vm= 80 Km/h.
4. Vm= 3,6 m/s.
5. t= 0.6 h.
Movimiento
Rectilíneo
Uniformemente
Acelerado
(MRUA).
Aceleración
Siempre que un cuerpo tiene un cambio en la magnitud de
su velocidad con respecto al tiempo, ya sea positivo, cuando
la magnitud de la velocidad final es mayor que la de la
velocidad inicial, o cuando cambia su dirección, decimos que
ha tenido una aceleración.
Cuando la aceleración es negativa se dice que existe una
desaceleración y esta se da cuando la Velocidad final (𝑽𝒇 )
es menor que la Velocidad inicial (𝑽𝒊 )
Aceleración
Cuando la aceleración es positiva se dice que existe una
aceleración y esta se da cuando la Velocidad final (𝑽𝒇 ) es
mayor que la Velocidad inicial (𝑽𝒊 )
En conclusión: La aceleración representa el cambio en la
velocidad de un cuerpo en un tiempo determinado, por tanto
la magnitud de la aceleración la podemos calcular así:
Magnitud
de la = 𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑞𝑢𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜
aceleración
Como ∆𝑣
∆𝑣
𝑡
= 𝑣𝑓 − 𝑣𝑖
α=
𝑣𝑓 −𝑣𝑖
𝑡
(1)
Donde:
2
α : magnitud de la aceleración del móvil en m/𝑠 o
cm/𝑠 2 .
𝒗𝒇 : magnitud de la velocidad final del móvil en m/s o
cm/s.
𝒗𝒊 : magnitud de la velocidad inicial del móvil en m/s o
cm/s.
t: Tiempo en que se produce el cambio en la magnitud
de la velocidad en segundos (s).
Cuando un móvil parte del reposo, su velocidad inicial es igual a cero
(𝑣0 = 0) y la magnitud de su aceleración es igual a:
α=
𝑣
𝑡
(2)
Para determinar las unidades de aceleración, sustituimos las
unidades de velocidad y tiempo, según el sistema de unidades
utilizado:
Sistema Internacional (SI):
α=
𝑚
𝑠
𝑚
=
𝑠 𝑠2
Sistema Cegesimal (CGS):
α=
𝑐𝑚
𝑠
𝑐𝑚
=
𝑠 𝑠2
Cuando un móvil no parte del reposo, entonces el intervalo
de tiempo en el cual se considera su movimiento, ya lleva
una velocidad inicial diferente de cero ( 𝑣0 ≠ 0) , y la
magnitud de su aceleración se determina con la ecuación 1:
Comúnmente, al conocer la magnitud de la aceleración de
un móvil y la magnitud de su velocidad inicial se desea
calcular la magnitud de su velocidad final al cabo de cierto
tiempo. Por tanto, despejamos por pasos 𝑣𝑓 de la ecuación 1
tenemos:
α 𝐭 = 𝑣𝑓 − 𝑣𝑖
𝐯𝐟 = 𝑣𝑖 + α t
Se tiene un movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado cuando la magnitud de la velocidad
experimenta cambios iguales en cada unidad de
tiempo. En este movimiento la magnitud de la
aceleración permanece constante al transcurrir el
tiempo.
Por ejemplo, si un automóvil al viajar en línea
recta lleva una velocidad cuya magnitud es de 2
m/s al primer segundo, una velocidad con una
magnitud de 4 m/s en el segundo 2 y una
velocidad con una magnitud de 6 m/s al tercer
segundo, decimos que la magnitud de su
velocidad cambia 2 m/s cada segundo.
Por ejemplo, si un automóvil al viajar en línea
De donde su aceleración es constante en los
2
tres segundos y cuya magnitud es de 2 m/s , y
esto se calcula con la siguiente fórmula:
Δ𝑉 𝑉𝑓 −𝑉𝑖
α𝑚 = =
Δ𝑡 𝑡𝑓 −𝑡𝑖
Como hemos observado en el movimiento rectilíneo
uniforme mente acelerado; la velocidad cambia
constantemente de magnitud; por ello, si se desea conocer
la magnitud del desplazamiento en cualquier tiempo, se
puede obtener si utilizamos el concepto de velocidad media
que ya estudiamos:
vm=
𝑣𝑓 +𝑣𝑖
2
Como:
d = vm t = d =
𝑣𝑓 +𝑣𝑖
2
t
A partir de estas expresiones deduciremos las ecuaciones
que utilizan para calcular las magnitudes de los
desplazamientos y velocidades finales cuando el movimiento
tiene aceleración constante:
vm=
𝑑
𝑡
d = vm t
vm=
𝑣𝑓 +𝑣𝑖
2
(1)
(2)
(3)
Sustituyendo 3 en 2:
d=
𝑣𝑓 +𝑣𝑖
2
t
(4)
Sabemos que:
𝐯𝐟 = 𝑣𝑖 + α t
(5)
𝑣𝑖 +αt +𝑣𝑖
d=
t
2
𝑣𝑖 +αt
d=
t
2
(6)
Sustituyendo 5 en 4:
(7)
Multiplicando por t y dividiendo entre 2:
α𝑡 2
d = 𝑣𝑖 𝑡 +
2
(8)
Si 𝑣𝑖 = 0
d=
α𝑡 2
2
(9)
Para calcular la magnitud de las velocidades finales en un
MRUA partimos de la ecuación:
𝑣𝑓 +𝑣𝑖
(4)
d=
t
2
Sabemos que:
α =
𝑣𝑓 −𝑣𝑖
(10)
𝑡
Multiplicando 10 por 4:
αd=
(𝑣𝑓 −𝑣𝑖 ) (𝑣𝑓 +𝑣𝑖 )
αd=
𝑡
2
(𝑣 2 𝑓 −𝑣 2 𝑖 )
t
(11)
(12)
2
Despejando la magnitud de la velocidad final:
𝑣 2𝑓 = 𝑣 2 𝑖 + 2 αd
(13)
Si 𝑣𝑖 = 0
(14)
𝑣 2𝑓 =2 αd
De la ecuación 12 podemos despejar la magnitud del
desplazamiento:
(𝑣 2 𝑓 −𝑣 2 𝑖 )
(15)
d=
2α
Si 𝑣𝑖 = 0
𝑣 2𝑓
d=
(16)
2α
En conclusión, para calcular las magnitudes de los
desplazamientos y las velocidades finales en un MRUA,
tenemos varias ecuaciones que usaremos dependiendo de
las situaciones en las cuales se presente el movimiento, es
decir, si hay o no velocidad inicial, además de los datos
conocidos.
Las siguientes formulas resumen las ecuaciones utilizadas
cuando el movimiento es uniformemente acelerado:
a) Ecuaciones para calcular las magnitudes de los
desplazamientos en un movimiento uniformemente
acelerado.
1. d = 𝑣𝑖 𝑡 +
α𝑡 2
2
2. d =
(𝑣 2 𝑓 −𝑣 2 𝑖 )
2α
3. d =
𝑣𝑓 +𝑣𝑖
2
t
Cualquiera de estas tres ecuaciones nos da el mismo
resultado, por tanto su uso sólo depende de los datos del
problema, y si estos pueden sustituirse en cualquiera de
ellas se escogerá la que nos resulte más sencilla.
Cuando se desea conocer la magnitud del desplazamiento
de un móvil y éste parte del reposo, la velocidad inicial vale
cero y las tres ecuaciones anteriores se reducen a las
siguientes expresiones:
𝑣2𝑓
𝑣𝑓
α𝑡 2
1. d =
2. d =
3. d = t
2
2α
2
b) Ecuaciones para calcular la magnitud de las velocidades finales
en un movimiento uniformemente acelerado.
1. 𝐯𝐟 = 𝑣𝑖 + α t
2. 𝑣 2𝑓 = 𝑣 2 𝑖 + 2 αd
Igual que en el caso de los desplazamientos, para calcular la
magnitud de la velocidad de un móvil uniformemente acelerado
tenemos la opción de emplear cualquiera de las dos ecuaciones,
dependiendo de los datos o de la que nos resulte más sencilla.
Cuando se de sea conocer la magnitud de la velocidad final que
alcanzará un móvil cuando parte del reposo, tenemos que en esa
circunstancia la velocidad inicial es cero y las ecuaciones anteriores
se reducen alas siguientes expresiones:
1. 𝐯𝐟 = α t
2. 𝑣 2𝑓 = 2 αd
Movimiento
vertical.
Caída libre.
Caída libre
Un cuerpo tiene una caída libre si desciende sobre la
superficie de la Tierra y no sufre ninguna resistencia
originada por el aire o cualquier otra sustancia.
¿Quién cae
primero al suelo
una bolita de
papel o un
plumón?
El científico italiano Galileo Galilei
fue el primero en demostrar en 1590
que todos los cuerpos, ya sean
grandes o pequeños, en ausencia
de fricción, caen a la Tierra con la
misma aceleración.
Para hacer una correcta interpretación del fenómeno que se presenta
en durante una caída libre, en un tiro vertical, o en un tiro parabólico se
debe considerar la aceleración de la gravedad, esta es una
magnitud vectorial cuya dirección está dirigida hacia el centro de
la Tierra, puesto que la aceleración de la gravedad está dirigida hacia
abajo tendrá signo negativo.
g= -9.81
𝒎
𝟐
𝒔
Para resolver problemas de caída libre se utilizan las mismas ecuaciones de MRUA,
pero se cambia la aceleración (α) por la aceleración de la gravedad (g) y la letra d de
distancia por la letra h que representa la altura.
1.
𝒉=
2.
𝒈𝒕𝟐
𝑽𝒊 𝒕 +
𝟐
𝑽𝟐𝒇 −𝑽𝟐𝒊
𝒉=
𝟐𝒈
𝑽𝒇 −𝑽𝒊
3. 𝒉 = 𝟐 𝒕
4. 𝑽𝒇 = 𝑽𝒊 + 𝒈𝒕
5.
𝑽𝒇 =
𝑽𝟐𝒊 + 𝟐𝒈𝒉
Tiro vertical.
Tiro vertical
Este movimiento se presenta cuando un cuerpo se lanza
verticalmente hacia arriba observándose que la magnitud de su
velocidad va disminuyendo hasta anularse al alcanzar su altura
máxima. Inmediatamente inicia su regreso para llegar al mismo
punto donde fue lanzado y adquiere la misma magnitud de
velocidad con la cual partió. De igual manera, el tiempo
empleado en subir es el mismo utilizado en bajar.
En este tipo de movimiento generalmente resulta importante calcular la altura
máxima alcanzada por el cuerpo, el tiempo que tarda en subir hasta alcanzar su
altura máxima y el tiempo que permanece en el aire.
𝑽𝟐𝒊
𝒉𝒎𝒂𝒙 = −
𝟐𝒈
𝑽𝒊
𝒕 𝒔𝒖𝒃𝒊𝒓 = −
𝒈
1.
2.
3.
𝒕
4.
𝒂𝒊𝒓𝒆
𝒕
= 𝟐𝒕
𝒂𝒊𝒓𝒆
=
𝒔𝒖𝒃𝒊𝒓
𝟐𝑽𝒊
−
𝒈
Movimiento
en dos
dimensiones.
Tiro
parabólico.
Tiro parabólico
Es un ejemplo de movimiento realizado por un cuerpo en dos
dimensiones o sobre un plano. Para su estudio, puede
considerarse como la combinación de dos movimientos que son
un movimiento horizontal uniforme y un movimiento vertical
rectilíneo uniformemente acelerado.
TIRO PARABÓLICO
HORIZONTAL
TIRO PARABÓLICO
OBLICUO
Para poder resolver problemas de tiro parabólico se emplean las mismas fórmulas
vistas en MRUA, caída libre y tiro vertical, sin embargo también se utilizarán las
siguientes fórmulas:
1. 𝑽𝒗 = 𝑺𝒆𝒏 α 𝑽𝟎
2. 𝑽𝑯 = 𝑪𝒐𝒔 α 𝑽𝟎
3.
4.
𝑽𝟐𝑽
𝒉𝒎𝒂𝒙 = −
𝟐𝒈
𝑽𝑽
𝒕 𝒔𝒖𝒃𝒊𝒓 = −
𝒈
5.
6.
𝐭
𝐭
𝐚𝐢𝐫𝐞
=
𝟐𝐕𝐕
−
𝐠
= 𝟐𝐭 𝐬𝐮𝐛𝐢𝐫
7. 𝐝𝐇 = 𝐕𝐇 𝐭
(𝒕(𝒂𝒊𝒓𝒆) 𝒐𝒕(𝒄𝒂𝒆𝒓) )
𝐚𝐢𝐫𝐞
8. 𝒅𝑯 = −
𝑽𝟐𝟎 𝑺𝒆𝒏 𝟐 α
𝒈
Movimiento
circular.
Movimiento circular
Un cuerpo o una partícula describen un movimiento circular
cuando su trayectoria es una circunferencia.
Periodo y frecuencia.
Periodo
Es el tiempo que tarda un objeto en dar
una vuelta completa o completar un
ciclo. En el Sistema Internacional de
unidades del periodo son segundos:
𝑇=
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠
=
1 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
s
Es
el
número
de
vueltas,
revoluciones o ciclos que efectúa
un objeto en un segundo.
Frecuencia
𝑓=
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠
=
1 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
Hz
Como puede observarse, el periodo equivale al inverso
de la frecuencia y la frecuencia al inverso del periodo,
donde:
𝑻=
𝟏
𝒇
𝒇=
𝟏
𝑻
En
𝑠
𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
En
𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
𝑠
Ángulo
Es la abertura comprendida entre dos
radios que limitan un arco de
circunferencia.
Es el ángulo central al que
corresponde un arco de longitud
igual al radio. La equivalencia de un
radian en grados sexagesimales se
determina sabiendo que:
Radián
2 π rad= 360°
1
360°
rad=
2π
=
180°
π
= 57.3°
Movimiento
Circular
Uniforme.
Velocidad angular.
La magnitud de la velocidad angular representa el
cociente entre la magnitud del desplazamiento
angular de un cuerpo y el tiempo que tarda en
efectuarlo.
θ
𝑤=
𝑡
Donde:
w = magnitud de la velocidad angular en rad/s
θ= magnitud del desplazamiento angular en rad
t = tiempo en que efectúa el desplazamiento en segundos
2π
𝑤=
𝑇
𝑤 = 2π𝑓
Velocidad angular media.
𝑤𝑓+ 𝑤0
𝑤𝑚 =
2
Movimiento
Circular
Uniformemente
Acelerado
MCUA.
Aceleración angular.
α=
𝑤
𝑡
=
𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
α=
𝑤𝑓− 𝑤0
𝑡
=
𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛
𝑠2
Para resolver problemas de MCUA utilizaremos las fórmulas de MRUA solo que en
lugar de desplazamiento (d) por el desplazamiento angular (α) y las magnitudes de
velocidad se cambiaran por velocidad angular (w), lo mismo con la magnitud de la
𝑚
𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑒𝑠
aceleración que es en 2 por la aceleración angular que se da en
.
2
𝑠
𝑠
Para calcular la magnitud de los desplazamientos angulares:
θ=
1.
α𝒕𝟐
𝒘𝟎 𝒕 +
𝟐
𝒘𝟐𝒇 −𝒘𝟐𝟎
2.
θ=
3.
θ=
𝟐α
𝒘𝒇 −𝒘𝟎
𝟐
𝒕
Si el móvil parte del reposo:
1.
θ=
2.
θ=
3.
θ=
α𝒕𝟐
𝟐
𝒘𝟐𝒇
𝟐α
𝒘𝒇
𝟐
𝒕
Para calcular la magnitud de los velocidades angulares finales:
1.
2.
𝒘𝒇 = 𝒘𝟎 + α𝒕
𝒘𝒇 =
𝒘𝟐𝟎 + 𝟐αθ
Si el móvil parte del reposo:
1. 𝒘𝒇 = α𝒕
2. 𝒘𝒇 = 𝟐αθ
• Rivera, G., Domínguez A. Cuéllar J. (2012), Mecánica con enfoque en
Competencias. México: Ed. Book Mart.
• Tippens, E. Física. Conceptos y Aplicaciones (Séptima ed.). México:
Ed. McGraw-Hill
• Pérez Montiel, H. (2015). Física general (Quinta ed.). México: Ed.
Patria.
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