Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado - Física de 4to año 🎯

4to año de Bachillerato es donde se estudia el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, el cuál de abrevia (M.R.U.V.), como docentes estamos para darte el apoyo con los conceptos y ejemplos que sean necesarios para que logres comprender este tema de física.

Considera quedarte hasta el final del post, para que comprendas como el movimiento de móviles en la vida real puede variar de dos formas posibles ya sea que estén acelerando, desacelerando o aplicando frenos.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado 🎯

El movimiento rectilíneo uniformemente variado es el cambio de posición y rapidez que experimenta un móvil en una línea recta pero con aceleración constante en un determinado tiempo, pero algo que hace interesante este estudio es la palabra variado.

La palabra variado tiene por significado que el móvil puede estar aumentando su rapidez de menor a mayor y la aceleración en este caso sería positiva.

Pero, en el caso contrario que un móvil varía su rapidez de mayor a menor ya sea por desaceleración o por aplicación de frenos entonces decimos que la aceleración es negativa.

A partir de las condiciones dadas anteriormente que si aumenta o disminuye la rapidez se derivan los conceptos de Movimiento Uniformemente Acelerado (M.U.A.) y Movimiento Uniformemente retardatriz (M.U.R.).

Movimiento Uniformemente Acelerado M.U.A ↗️

Un cuerpo o móvil está experimentando un Movimiento Uniformemente Acelerado, cuando está aumentando su rapidez de menor a mayor y la aceleración en este caso sería constante y positiva.

Veamos un ejemplo:

Si observamos en la imagen del Motorizado en un Rally Dakar, vemos que para desplazarse a través del desierto debe estar en constante aumento y disminución de su velocidad, pero en esta imagen solo quiero que veas que su rapidez inicial varia a una rapidez final en un determinado tiempo para lograr así acelerar su moto.

Que beneficios tiene que el motorizado se desplace con un M.U.A. por las dunas o desierto de Dakar, que podrá eludir con mayor rapidez los obstáculos, alcanzar mayores distancias en menor tiempo.

Movimiento Uniformemente Retardado M.U.R ↘️

Decimos que un cuerpo o móvil experimenta un Movimiento uniformemente retardado cuando un móvil varía su rapidez de mayor a menor ya sea por desaceleración o por aplicación de frenos entonces decimos que la aceleración es negativa.

Veamos un ejemplo:

Para los que somos amantes de las competencias de Moto GP, podemos dar por entendido que la postura del motorizado dice más que mil palabras, nos dice de un profesional que está muy bien concentrado en disminuir su rapidez ya sea porque esté desacelerando la moto o aplicando frenos antes de entrar a una curva.

Por lo que, de esta imagen se aprende que en la vida real un MUR nos ayuda a comprender que la rapidez disminuye de forma constante debido a su desaceleración.

Volviendo al punto sobre el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.), algo que suele ser de gran ayuda a muchos estudiantes, es comprender por separado los conceptos que son base de este tema como:

Movimiento
Trayectoria rectilínea
Aceleración constante
Variación de la rapidez.

Si comprendes bien estos 4 conceptos, ya puedes crear un concepto general sobre el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado.

Diferencia entre Velocidad y Rapidez dentro del Movimiento Rectilíneo Uniformemente variado 🚴

Algo que debemos tener muy presente antes de avanzar en este tema es que hay dos expresiones que aunque se aplican en el mismo contexto no necesariamente son lo mismo a la hora de interpretarlos.

Nos referimos a la Velocidad y Rapidez, sí amigos entre ellas hay diferencias notables y son las siguientes:

Velocidad:

Es el movimiento uniforme que se obtiene del cociente constante de dividir el desplazamiento X, realizado por el tiempo correspondiente. Por ello, la velocidad es una magnitud vectorial debido a que los desplazamientos de X son vectoriales y el Factor tiempo es una magnitud escalar.

En cambio se entiende por rapidez así:

Rapidez:

Es el valor absoluto o módulo de la velocidad; es en resumen un valor que mide la interacción del cambio de posición en cada unidad de tiempo, por ello la rapidez es una magnitud escalar.

5 Características del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

Una característica es como un sello único, algo que tiene una particularidad, que lo hace singular y goza de ciertos rasgos o propiedades inconfundibles. Es allí cuando, te puedo mencionar algunas características comunes a este tema:

La velocidad puede aumentar y en este caso decimos que el móvil es acelerado
La velocidad puede disminuir y en ese caso decimos que el móvil es desacelerado.
Por otra parte, al variar la velocidad aunque los tiempos iguales, el móvil recorrerá distancias diferentes.
La aceleración, que es la variación de velocidad respecto del tiempo, tiene un valor constante y diferente de cero puede ser un número positivo o negativo.
La distancia recorrida por el móvil varía con el cuadrado del tiempo.

Ya que conoces el concepto y sus características sigamos adelante, conociendo sus Fórmulas y Unidades y más adelante ejercicios que te servirán de guía a la hora de resolver sus propios problemas.

Te puede resultar de interés leer:

Fórmulas y Unidades del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

Una fórmula es en sí una ecuación estructurada y organizada como un modelo matemático, compuesta por una serie de términos o elementos que la conforman junto con sus operaciones matemáticas, para obtener el valor de una incógnita.

Dentro del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, decimos que en forma general se estudian las siguientes ecuaciones cinemáticas:

Tal como se aprecia en las tres fórmulas, aparecen el signo más y el menos, eso significa que para los móviles que se consideren acelerando, o que aumente su rapidez de menor a mayor se trabaja el signo + en la fórmula respectiva.
En cambio, dado el caso que el móvil se encuentre variando su rapidez de mayor a menor o sea que desacelere o aplique frenos, se utiliza el signo menos en la aceleración.
Si El móvil parte del reposo se reducen las ecuaciones desapareciendo la rapidez inicial V0 y quedando lo que está a la derecha del más o menos.

Significados de cada termino en las fórmulas y sus unidades

Vo = Rapidez Inicial – – – – – -> (m/s)
VF = Rapidez final – – – – – — -> (m/s)
a = Aceleración – – – – – — – – > (m/s²)
t = Tiempo – – – – – – – – – – – > (s)
X = Distancia – – – – – – – – – – > (m)

Ahora, es el momento de aprender sobre como interpretar las unidades de rapidez y de aceleración, veamos como.

Interpretación de Unidades de Rapidez

Una interpretación del Movimiento rectilíneo uniformemente variado, vendría siendo una explicación en forma de comentario que aclare el significado de una unidad y como se relaciona con otras magnitudes de la física.

Es decir, si en este apartado quiero aprender a interpretar una unidad de rapidez veamos estos 2 ejemplos:

18 m/s, se entiende como el móvil que recorre una distancia de 18 metros en cada segundo transcurrido. Como este valor es positivo decimos que se desplaza hacia la derecha.
-12 m/s, se entiende como el móvil que recorre una distancia de 12 metros en cada segundo de tiempo transcurrido y el signo menos nos indica que tiene un desplazamiento hacia la izquierda

Interpretación de Unidades de Aceleración

Dentro del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, interpretaremos en este apartado igualmente 2 casos pero con unidades de aceleración

16 m/s², por ser positivo significa que la rapidez del móvil aumenta 16 m/s en cada segundo transcurrido.
– 2 m/s², por ser negativo, significa que la rapidez del móvil disminuye 2 m/s en cada segundo transcurrido.

5 Ejercicios propuestos de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado 📝

A continuación haremos por ti algunos ejercicios sobre el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, tanto en aceleración como en desaceleración que te servirán de guía a la hora de estudiar en casa.

¡Vayamos al Grano!

1.- Calcular la rapidez con la cual se desplazaba un móvil, que al cabo de 30 s de estar en movimiento con una aceleración de 0,5 m/s², tiene una rapidez de 18 m/s.

Datos Fórmula Solución

Vo = ? VF = Vo + a . t Vo = VF – a . t (Sustituimos los valores en la ecuación)

t = 30 s Se despeja Vo de la ecuación anterior Vo = 18 m/s – (0,5 m/s2 . 30 s)

a = 0,5 m/s2 ⇒ Vo = VF – a . t Vo = 18 m/s – 15 m/s

VF = 18 m/s Vo = 3 m/s ← La Solución

Observaciones:

Este primer ejercicio pertenece al M.U.A. debido a que el móvil está aplicando una aceleración constante y solo varía su rapidez, te pedían calcular la rapidez inicial y con tres datos adicionales, se aplicó despeje en la ecuación de la rapidez final para luego sustituir los datos en la ecuación de la rapidez inicial.
Otro detalle importante es que a la hora de resolver cualquier ejercicio del movimiento rectilíneo uniformemente variado, primeramente debes multiplicar la aceleración y el tiempo, para que las unidades queden simplificadas en m/s y se pueda restar con el primer valor de 18 m/s.

2.- Un automóvil, que se desplaza a 60 Km/h, se le aplican los frenos durante 0,5 minutos, teniendo al final de la frenada una rapidez de 15 Km/h. Calcular la aceleración del móvil.

Datos Fórmula Solución

Vo = 60 km/hr VF = Vo + a . t 1.- Transformación de unidades Vo = 60 km/hr a m/s

t = 0,5 min Se despeja la «a» de la ecuación X = [ ( 60 x 1000 m ) ÷ 3600 s ] = 60.000 / 3600 m/s

VF = 15 km/hr ⇒ a = ( VF – Vo ) / t X = 16,6 m/s ⇒ Es decir la Vo = 16,6 m/s

a = ? 2.- Transformación de Unidades VF = 15 km/hr a m/s

X = [ ( 15 x 1000 m ) ÷ 3600 s ] = 15.000 / 3600 m/s

X = 4,16 m/s ⇒ Es decir la VF = 4,16 m/s

3.- Transformación de Unidades t = 0.5 min a Seg

X = (0,5 x 60s) = 30s ⇒ Es decir, t = 30s

Ahora que transformamos las 3 Unidades, sustituimos los datos en la fórmula ⇒ a = ( VF – Vo ) / t

Quedando así: a = (16,6 m/s – 4,16 m/s) / 30s

a = 12,44 / 30 m/s²⇒ a = 0,41 m/s² Solución de la aceleración.

Observaciones:

Pueda que parezca largo el ejercicio, pero la solución se obtiene con dos líneas de proceso, solo que antes de dar la solución:

Se despejó la fórmula de la aceleración.
Se hicieron tres transformaciones de Unidades (dos de rapidez y una del tiempo).
Finalmente con las unidades ya transformadas y con la formula despejada se procedió a dar la solución de la pregunta planteada de hallar la aceleración.

3.- Un móvil parte del reposo, inicia un M.U.A. con una aceleración de 1,2 m/s², la cual mantiene durante 20s. Calcular la rapidez que tendrá al final de ese tiempo.

Datos Fórmula Solución

Vo = 0 m/s Vo =o nos queda Sustituimos en VF = + a . t los datos

a = 1,2 m/s²VF = + a . t ⇒ VF = + 1,2 m/s² x 20 s

t = 20 s ⇒ VF = 24 m/s

VF = ? ⇒ Es decir la VF = 24 m/s Solución

4.- Calcular en cuánto tiempo un móvil puede variar su rapidez de 5 m/s a 50 km/hr con una aceleración de 0,2 m/s².

Datos Fórmula Solución

t = ? Se despeja t de: 1.- Transformación de Unidades VF = 50 km/hr a m/s

Vo = 5 m/s VF = Vo + a . t X = [ ( 50 x 1000 m ) ÷ 3600 s ] = 50.000 / 3600 m/s

VF = 50 km/hr t = ( VF – Vo ) / a X = 13,88 ms ⇒ Es decir la VF = 13,88 m/s

a = 0,2 m/s² Ahora, Sustituimos los datos en la fórmula de tiempo

⇒ t = ( VF – Vo ) / a

⇒ t = (13,88 m/s – 5 m/s) / 0,2 m/s²

⇒ t = (8,88 m/s) / 0,2 m/s²

⇒ t = 44,4 s Solución

Observaciones:

Se realizó primeramente un despeje de la fórmula para hallar tiempo debido a que el ejercicio es un M.U.A.
Se transformó la unidad de rapidez de Km/hr a m/s.
Finalmente se sustituyeron los valores en la fórmula.

5.- ¿Cuál es la aceleración de un móvil cuya rapidez varía desde 40 m/s a 20 m/s, en 5 segundos?

Datos Fórmula Solución

a = ? Ya conocemos la fórmula Sustituimos Directamente ⇒ a = ( VF – Vo ) / t

Vo= 40 m/s ⇒ a = ( VF – Vo ) / t ⇒ a = ( 20 m/s – 40 m/s ) / 5s

VF = 20 m/s ⇒ a = (- 20 m/s) / 5s

t = 5 s ⇒ a = – 4 m/s Solución

Observaciones:

En este caso el ejercicio del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, no había que transformar ningún tipo de unidades solo aplicar la fórmula directamente.
Por otro lado, el negativo significa que el móvil está desacelerando o aplicando frenos para que haya podido reducir su rapidez de 40 m/s a 20 m/s en tan solo 5 s.

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Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado – Física de 4to año 🎯