3.1 Gráficas en el MRU
Es muy importante que entiendas el significado de la posición, velocidad y aceleración que describen el movimiento de un objeto.
De la misma forma, debes interpretar la información que proporcionan las gráficas que representan la posición que ocupa un móvil cuando se desplaza, así como su velocidad y su aceleración en función del tiempo.
En general, vas a considerar que el movimiento rectilíneo transcurre en el eje x. Ahora bien, por coherencia con la representación de los ejes matemáticos, en movimientos verticales como el lanzamiento de objetos y la caída libre, el movimiento se produce en el eje y. También has de tener en cuenta que hacia la derecha y hacia arriba están las zonas positivas de los ejes de coordenadas, y a la izquierda y abajo las negativas.
Actividad
Posición, velocidad y aceleración
Los signos de la posición, la velocidad y la aceleración de un móvil son independientes uno de otro, y se puede dar cualquier combinación entre ellos: por ejemplo, puede estar en una posición negativa (a la izquierda del origen), llevar velocidad positiva (moverse hacia la derecha) y aceleración negativa (ir cada vez más despacio).
Caso de estudio
Gráficas de dos movimientos
Observa las gráficas siguientes, en las que se representan la posición, la velocidad y la aceleración de un móvil desde que comienza a moverse (tiempo cero). Describe cómo es el movimiento.
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AV - Reflexión
Posición, velocidad y aceleración
Explica de la forma más breve posible el significado de los hechos siguientes, en relación con el movimiento de un móvil: a) su posición es -5 m; b) su velocidad es -4 m/s; c) su aceleración es -2 m/s2.
Pregunta de Elección Múltiple
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El móvil parte del origen.
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La velocidad es variable.
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El móvil se va acercando al origen.
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La velocidad es positiva.
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La aceleración es positiva.
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Actividad de Lectura
Gráficas en el MRU
Una ecuación matemática como la que has obtenido permite describir el movimiento, pero muchas veces es más sencillo entenderlo a partir de la representación gráfica de la relación de las magnitudes que lo describen (posición, velocidad y aceleración) frente al tiempo.
En la siguiente simulación puedes obtener las gráficas correspondientes a un movimiento en el que puedes modificar sus condiciones iniciales, aunque ahora siempre con aceleración nula, ya que vas a analizar un movimiento uniforme, pero puedes alterar el valor numérico de la velocidad y la posición inicial del automóvil. La dirección y el sentido siempre están en el eje x hacia la derecha.
Fíjate en cómo se mueve la bola y en las magnitudes de la velocidad y la aceleración.
También puedes ver las gráficas de la posición, la velocidad y la aceleración frente al tiempo durante los 10 primeros segundos del movimiento, así como las ecuaciones del movimiento. Observa con atención la forma de las gráficas en cada caso.
¿Cómo cambian las gráficas al cambiar la posición inicial y la velocidad? ¿Qué significa que la gráfica posición-tiempo es una recta? ¿Y que está más inclinada?
Actividad
Características de las gráficas de un MRU
- La gráfica de la posición (x) frente al tiempo (t) es una recta oblicua, que pasa por el origen cuando la posición inicial es cero; si no es así, corta el eje x en el valor de la posición inicial. La inclinación de la recta es positiva si la velocidad es positiva y negativa en caso contrario.
- La gráfica de la velocidad (v) frente al tiempo (t) es siempre una recta horizontal, que corta el eje de velocidades precisamente en el valor de la velocidad del movimiento.
- Dado que no existe aceleración, ésta permanece con valor cero durante todo el movimiento.