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4 jun 2020

[A105] Resolución gráfica del MRU


Si bien habíamos comentado que teníamos 2 métodos para resolver problemáticas de movimiento rectilíneo, como el analítico y el gráfico, hasta ahora solo hemos trabajado con el método analítico y luego graficábamos, pero no resolvíamos ejercicios desde el punto de vista geométrico.
Tanto en un método como en el otro tenemos que contar con los valores de algunas magnitudes físicas para poder calcular los restantes, de manera que el conjunto de ellos defina inequívocamente un movimiento. Esos datos los podemos obtener por mediciones directas o a partir de gráficos que arroje algún sensor.

¿De un gráfico X-t podemos pasar a un gráfico V-t? ¿ Y viceversa?


Si solo contamos con un gráfico X-t ¿qué dato nos puede aportar la pendiente de la recta? 

Como podemos imaginarnos existirán innumerables variantes de inclinaciones de rectas X-t, por eso el interés para interpretar su significado. Matemáticamente la pendiente de una recta se describe o caracteriza por la función trigonométrica de la tangente, pero tenemos que considerar tanto el caso de un móvil que se desplaza con velocidad positiva como otro que lo hace con velocidad negativa.


En un triángulo rectángulo se define la tangente de uno de sus ángulos como el cateto opuesto dividido el cateto adyacente.


Al comparar la expresión de las tangentes de los ángulos en cada uno de los gráficos vemos que se corresponden con la definición de velocidad que venimos empleando. Por lo tanto podemos concluir que:

El valor de la pendiente se corresponde con el valor de la velocidad media. Por tanto a mayor pendiente de la recta, mayor velocidad posee el cuerpo.

Ahora hagamos el proceso inverso, pensemos que contamos con un gráfico V-t, y lo que vamos a hacer es calcular el área encerrada entre la curva (en matemática el concepto curva incluye a las rectas) y el eje t.


Área rectángulo = base . altura = (t-t0) . (V-0) = (t-t0) . V = (t-t0) . (X-X0)/(t-t0) = X-X0

El resultado no es otra cosa que la variación de la posición del móvil en el tramo observado. Si conocemos de que posición del eje X partió, obtendremos la posición final del objeto.


De igual manera podríamos llegar al gráfico a-t, pero tendrá mayor relevancia cuando estudiemos otros movimientos, como por ejemplo en MRUV, en cambio en MRU carece de importancia, 

Continuamos la clase con (clic en el link siguiente):
[A107] Casos de encuentro con MRU

3 jun 2020

[V106] Uso de un graficador para MRU


En [V105] decíamos que para esa etapa de interpretación no considerábamos escalas en los gráficos, sino solo las tendencias o la forma que tendrían los gráficos, más allá de los valores de las magnitudes, por eso buscábamos los signos de X0, t0 y V. Ahora vamos a asignarle valores a esas magnitudes para graficar X-t, valores que se obtienen a través de las ecuaciones horarias.


También te puede interesar:
[S611] Gráficos MRU 

Continuamos la clase con (clic en el link siguiente):

2 jun 2020

[V105] Interpretación gráfica del MRU


Los siguientes 2 videos están basados en la presentación que puede verse en este mismo sitio como [Y101]. En el primer video vamos a analizar 7 casos posibles de MRU, donde se combinan distintos valores de posición y tiempo iniciales, una vez adoptado un eje X de referencia. En todos estos casos consideraremos velocidades positivas.


En el segundo video vamos a analizar 9 casos posibles de MRU, donde se combinan distintos valores de posición y tiempo iniciales, una vez adoptado un eje X de referencia. En todos estos casos consideraremos velocidades negativas.


Observación: dijimos que se considera velocidad positiva si el móvil se desplaza en el mismo sentido que el eje X. Aclaramos que aunque su posición inicial y su posición final estén del lado de las X negativas, mientras se desplace en el mismo sentido que el eje X los valores de la posición serán cada vez menos negativos y la velocidad resultará positiva (ver caso "g").
De manera análoga dijimos que la velocidad es negativa si el móvil se desplaza en sentido contrario al eje X. Aclaramos que aunque su posición inicial y su posición final estén del lado de las X positivas, mientras se desplace en sentido contrario al eje X los valores de la posición serán cada vez menos positivos y la velocidad resultará negativa (ver caso "l").

También te puede interesar:
[S611] Gráficos MRU

Continuamos la clase con (clic en el link siguiente):

29 mar 2013

[S614] Gráficos Tiro Vertical

Para utilizar este simple simulador de movimiento, donde obtendremos las gráficas "X-t", "V-t" y "a-t", debemos completar las casillas con fondo amarillo, correspondientes a los valores "X0", "t0" y "V", pero sin olvidarnos del rango de tiempo que queremos graficar (las celdas primera y última de la columna "t" de la tabla).

 Créditos: Dario Gavassa

24 mar 2013

[S613] Gráficos Caída Libre

Para utilizar este simple simulador de movimiento, donde obtendremos las gráficas "X-t", "V-t" y "a-t", debemos completar las casillas con fondo amarillo, correspondientes a los valores "X0", "t0" y "V", pero sin olvidarnos del rango de tiempo que queremos graficar (las celdas primera y última de la columna "t" de la tabla).


Créditos: Dario Gavassa

16 may 2012

[S612] Gráficos MRUV

Para utilizar este simple simulador de movimiento, donde obtendremos las gráficas "X-t", "V-t" y "a-t", debemos completar las casillas con fondo amarillo, correspondientes a los valores "X0", "t0" y "V", pero sin olvidarnos del rango de tiempo que queremos graficar (las celdas primera y última de la columna "t" de la tabla).

 
Créditos: Dario Gavassa

10 abr 2012

[S615] Gráficos Encuentro MRU

Este sencillo gráfico muestra las tendencias de las rectas para los problemas de encuentro en el MRU, y también la posición y el tiempo de encuentro. Pero hay que corregir manualmente las posiciones iniciales.
 
Créditos: Dario Gavassa

7 abr 2012

[S611] Gráficos MRU

Para utilizar este simple simulador de movimiento, donde obtendremos las gráficas "X-t", "V-t" y "a-t", debemos completar las casillas con fondo amarillo, correspondientes a los valores "X0", "t0" y "V", pero sin olvidarnos del rango de tiempo que queremos graficar (las celdas primera y última de la columna "t" de la tabla).

 Créditos: Darío Gavassa

28 mar 2012

[A950] Movimiento rectilíneo

Para la Física, los gráficos son una herramienta más que útil cuando estudiamos Cinemática. Ayudan a entender el enunciado y clarifican el problema, convirtiéndose en herramientas didácticas.
Generalmente se utilizan tres gráficos distintos pero relacionados: posición en función del tiempo, velocidad en función del tiempo y aceleración en función del tiempo. En ese orden y encolumnados, y con la misma escala de tiempo, tal como podemos ver en la siguiente figura:

Fuente de la imagen: Ricardo Cabrera, serie "No me salen"
Para ver una animación sencilla pero efectiva sobre el trazado de estos gráficos, recomendamos visitar los sitios:

http://soloapuntes4.blogspot.com.ar/2012/05/s612-graficos-mruv.html

http://www.walter-fendt.de/ph14s/acceleration_s.htm

En estos "simuladores" pueden probar casos de "Movimiento Rectilíneo Uniforme - MRU" y de "Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado - MRUV". Es muy interesante cambiar las referencias y asignar posiciones y velocidades iniciales.
Si tienen dudas pueden dejar comentarios en esta nota.

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