3  El movimiento: tipos de movimiento, velocidad y aceleración

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Siempre que tengamos que definir un movimiento, es decir, indicar cómo es, necesitamos definir un sistema de referencia. El sistema de referencia es un punto del espacio, del cual diremos que su posición es \(x=0\). A partir de ese punto diremos hacia dónde consideramos que la posición es positiva. Por ejemplo, si digo que desde mi pecho hacia adelante es positivo, todo lo que esté delante de mí tendrá una posición positiva, y todo lo que esté detrás la tendrá negativa.

Definir el sistema de referencia es LO PRIMERO QUE HAY QUE HACER para definir un movimiento.

Antes de hablar de movimiento, necesitamos aclarar dos conceptos fundamentales:

Un movimiento es el cambio en la posición de un cuerpo a lo largo del tiempo, respecto de un sistema de referencia.

1.- ¿Cómo observarías el movimiento de un autobús y el de la acera en estos casos?





Vamos a distinguir 2 tipos de movimientos:

Hemos hablado de velocidad y aceleración, pero… ¿qué son? ¿Cómo se definen?

La velocidad, \(v\), es el espacio recorrido por el móvil, \(s\), dividido por el tiempo, \(t\), que le ha llevado recorrerlo:

\[ v=\frac{s}{t}. \]

Las unidades de la velocidad, en el Sistema Internacional, son los metros por segundo, \(\text{m}/\text{s}\). Otras unidades utilizadas son los kilómetros por hora, \(\text{km}/\text{h}\). Normalmente, un móvil no se desplaza a velocidad constante. Por ello, definimos velocidad instantánea como la velocidad que lleva en un instante muy pequeño de tiempo y velocidad media al desplazamiento del móvil entre el tiempo empleado:

\[ v_{media} = \frac{x_{final} - x_{inicial}}{t} = \frac{x_f - x_0}{t} = \frac{x_f - x_i}{t} \]

Cualquiera de las formas de escribirla es correcta. Hay que tener en cuenta que, como los movimientos que vamos a estudiar siempre los vamos a tratar como si fueran en línea recta, \(s = x_f - x_i\). Si el movimiento no fuera en línea recta, esto no se podría hacer (revisar la definición de trayectoria y desplazamiento).

Si el móvil no cambia su velocidad, ambas velocidades, la media y la instantánea serán iguales.

La aceleración, \(a\), es el cambio de velocidad de un móvil en un tiempo determinado:

\[ a=\frac{v_{final} - v_{inicial}}{t} = \frac{v_f - v_0}{t} = \frac{v_f - v_i}{t}. \]

Cualquiera de las formas de indicar las dos velocidades será correcta. Las unidades de la aceleración en el Sistema Internacional son los metros por segundo al cuadrado, \(\text{m}/\text{s}²\).

2.- Fernando Alonso se encuentra en la posición número 10 en el gran premio de Australia de 2024. De que el semáforo se apaga y empieza la carrera hasta que acaba, recorre \(306,124\)km. Si ha tardado \(2\)h \(40\)min \(28\)s en realizar las 58 vueltas,

a) ¿Cuál ha sido su velocidad media? Utiliza unidades del SI.



b) ¿ Su velocidad ha sido la misma durante toda la carrerra?



c) Expresa la velocidad media en \(\text{km}/\text{h}\)



d) Si en los primeros \(10\text{ s}\) pasó de estar detenido a alcanzar una velocidad de \(200\text{ km}/\text{h}\), ¿Cuál fue su aceleración?




3.- Señala qué afirmaciones son ciertas y cuales son falsas. Indica brevemente por qué.







4.- ¿Qué es lo primero que hay que hacer para definir un movimiento?


5.- El velocímetro de un coche marca una velocidad \(v_0 = 36 \text{km}/\text{h}\). Un minuto más tarde marca \(v_f = 54 \text{km}/\text{h}\). ¿Cuál ha sido su aceleración?




6.- La distancia entre Burgos y Madrid es de \(254\)km. Si un autobús ha realizado ese trayecto en \(3\)h,

a) ¿cuál ha sido su velocidad media? Usa unidades del SI.




b) Si en el camino realiza alguna parada, ¿crees que la velocidad media será la misma? ¿Por qué?