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1.7.2 Movimiento rectilíneo

Ahora estudiaremos el movimiento de una partícula que se mueve a lo largo de alguna línea recta. Escogemos un punto de referencia (llamado origen) para medir, a partir de este punto, la posición de la partícula.

    Supongamos que la posición de la partícula, que es una función del tiempo, la denotamos con la letra s(t). Entonces, sea s(t)=3 sen t una función que describe el movimiento de la partícula, la siguiente gráfica muestra la relación entre la posición y el tiempo en un intervalo de 0 a 5pi/2.

 

Nota importante: la partícula no viaja a lo largo de la curva anterior. La partícula viaja en línea recta. La gráfica anterior describe como varía la posición como función del tiempo a lo largo de esa línea recta. La siguiente animación ilustra la relación entre el movimiento de la partícula y la gráfica de s(t). (El punto rojo es la partícula).

 

    Ahora, observa la siguiente animación para ver por sí solo el movimiento de la partícula.

    La posición de la partícula se calculará en intervalos de tiempo:


 
 pi 
 Deltat = 

 
4

    Enseguida se calcula el cambio en la posición de la partícula en cada subintervalo de tiempo Deltat (subintervalos iguales). Observa el cambio en la posición para cada subintervalo. ¿Varía esta cantidad de subintervalo a subintervalo? ¿Por qué?

Interpretación de la tabla: El cambio en la posición que aparece en el renglón de un tiempo t es el cambio que ocurre entre ese tiempo y el próximo (t+Deltat).

 
 
Cambio en t Cambio en s
0.0 0.785 2.12
0.785 1.57 0.879
1.57 2.36 -0.879
2.36 3.14 -2.12
3.14 3.93 -2.12
3.93 4.71 -0.879
4.71 5.5 0.879
5.5 6.28 2.12
6.28 7.07 2.12
7.07 7.85 0.879
 

  El hecho de que en algunos intervalos de tiempo el cambio en la posición es mayor que en otros nos dá la idea intuitiva de que la partícula se está moviendo "más rápido" que en otros intervalos. Para poder cuantificar esa idea de "moverse mas rápido" definimos la siguiente cantidad:


 

Definición de velocidad promedio:

La velocidad promedio de una partícula durante un intervalo de tiempo se define como la razón de cambio promedio de la posición. Esto es,

cambio de posición
vprom

 
intervalo de tiempo
 
 

    La próxima tabla nos muestra la velocidad promedio para cada intervalo de tiempo del ejemplo presente. La interpretación de la tabla es la misma que la anterior. Recuerda el mensaje dado arriba.

 
 
Cambio en t Vel. promedio
0.0 0.785 2.7
0.785 1.57 1.12
1.57 2.36 -1.12
2.36 3.14 -2.7
3.14 3.93 -2.7
3.93 4.71 -1.12
4.71 5.5 1.12
5.5 6.28 2.7
6.28 7.07 2.7
7.07 7.85 1.12
 

  Observa que en algunos intervalos de tiempo la velocidad promedio es positiva y en otros es negativa. ¿Qué interpretación le puedes dar al signo algebráico de la velocidad promedio?


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