El movimiento: conceptos básicos
Un cuerpo está en movimiento cuando cambia de posición respecto a un punto de referencia a lo largo del tiempo. Si no cambia de posición, decimos que está en reposo. Movimiento y reposo son conceptos relativos: dependen del observador.
📘 Ejemplo resueltoUn pasajero sentado en un tren está en reposo respecto al tren, pero en movimiento respecto a una persona que lo observa desde el andén. Por eso siempre hay que especificar el sistema de referencia.
Magnitudes del movimiento
Para describir un movimiento necesitamos las siguientes magnitudes:
| Magnitud | Símbolo | Definición | Unidad SI |
|---|
| Posición | x | Lugar que ocupa el cuerpo en un instante | m (metro) |
| Trayectoria | — | Línea que dibuja el cuerpo al moverse | — |
| Desplazamiento | Δx | Distancia en línea recta entre posición inicial y final | m |
| Distancia recorrida | d | Longitud total del camino recorrido | m |
| Tiempo | t | Duración del movimiento | s (segundo) |
| Velocidad | v | Rapidez con la que cambia la posición | m/s |
⚠️ ImportanteNo confundas desplazamiento con distancia recorrida. Si vas de tu casa al colegio y vuelves, la distancia recorrida es el doble del camino, pero tu desplazamiento es cero (estás en el punto de partida).
Velocidad media
La velocidad media indica el desplazamiento realizado en cada unidad de tiempo:
🔬 Fórmula claveVelocidad media:
v = Δx / Δt = (xf − xi) / (tf − ti)
donde Δx = desplazamiento (m), Δt = intervalo de tiempo (s), v = velocidad media (m/s).
📘 Ejemplo resueltoUn ciclista recorre 600 m en 2 minutos. ¿Cuál es su velocidad media?
Datos: Δx = 600 m, Δt = 2 min = 120 s
Fórmula: v = Δx / Δt
Cálculo: v = 600 m / 120 s = 5 m/s
Para expresarlo en km/h: 5 m/s × 3,6 = 18 km/h
Cambio de unidades de velocidad
La conversión más habitual es entre m/s y km/h:
• De m/s a km/h: multiplicar por 3,6
• De km/h a m/s: dividir entre 3,6
📘 Ejemplo resuelto90 km/h a m/s: 90 / 3,6 = 25 m/s
15 m/s a km/h: 15 × 3,6 = 54 km/h
Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
Un cuerpo tiene un Movimiento Rectilíneo Uniforme cuando se mueve en línea recta con velocidad constante (no acelera ni frena).
🔬 Fórmula claveEcuación del MRU:
x = x₀ + v · t
donde x = posición final (m), x₀ = posición inicial (m), v = velocidad (m/s), t = tiempo (s).
Gráficas del MRU
• Gráfica posición-tiempo (x-t): es una recta. La pendiente de la recta es la velocidad.
• Gráfica velocidad-tiempo (v-t): es una recta horizontal (la velocidad no cambia). El área bajo la recta es la distancia recorrida.
📘 Ejemplo resueltoUn coche parte de la posición x₀ = 10 m con velocidad constante v = 20 m/s. ¿Dónde estará a los 5 s?
Fórmula: x = x₀ + v · t
Cálculo: x = 10 + 20 × 5 = 10 + 100 = 110 m
✏️ Ejercicios1. ¿Qué significa que el movimiento es relativo? Pon un ejemplo.
2. Diferencia entre desplazamiento y distancia recorrida.
3. Un corredor recorre 100 m en 12,5 s. Calcula su velocidad media en m/s y en km/h.
4. Convierte: a) 108 km/h a m/s. b) 8 m/s a km/h.
5. Un tren viaja a 200 km/h durante 3 horas. ¿Qué distancia recorre?
6. Un coche parte de x₀ = 0 m con v = 30 m/s. Calcula su posición a los 10 s, 20 s y 30 s.
7. Dos coches parten del mismo punto. El coche A viaja a 80 km/h y el coche B a 100 km/h. ¿Qué distancia los separa después de 2 horas?
8. Dibuja la gráfica posición-tiempo de un cuerpo que parte de x₀ = 5 m y se mueve con v = 2 m/s.
9. Un avión recorre 1 800 km en 2 horas. ¿Cuál es su velocidad en km/h y en m/s?
10. Un peatón camina a 5 km/h. ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer 3 km?
📋 Resumen de la lección- Un cuerpo está en movimiento si cambia de posición respecto a un sistema de referencia.
- La velocidad media es v = Δx / Δt y se mide en m/s (SI).
- Para convertir: m/s × 3,6 = km/h; km/h / 3,6 = m/s.
- El MRU es movimiento en línea recta con velocidad constante: x = x₀ + v · t.
- En la gráfica x-t del MRU, la pendiente de la recta es la velocidad.