Gráficas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

 

Un modo de describir y estudiar los movimientos es mediante gráficas  que representan distancia-tiempo (distancia en función del tiempo), velocidad-tiempo (velocidad en función del tiempo)  y aceleración-tiempo (aceleración en función del tiempo).

Debemos anotar que los vocablos distancia, espacio y desplazamiento se usan como sinónimos.

Espacio (distancia o desplazamiento) en función del tiempo

El espacio (distancia o desplazamiento) recorrido en un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) puede representarse en función del tiempo. La gráfica es una parábola cóncava ascendente.


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Independientemente de la forma de la parábola (cóncava o convexa en la gráfica) del movimiento los espacios que recorre el móvil son siempre positivos.

Velocidad en función del tiempo

En un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) la velocidad varía proporcionalmente al tiempo, por lo que la representación gráfica v-t (velocidad en función del tiempo) es una recta ascendente.


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Aceleración en función del tiempo

Tal como lo dice su nombre, en el Movimiento uniformemente acelerado la aceleración es constante, por lo que la gráfica a-t (aceleración en función del tiempo) es una recta paralela al eje del tiempo, por encima de esta (la fuerza responsable de la aceleración es constante).


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Gráfica de la aceleración en función del tiempo para un cuerpo sometido a un movimiento uniformemente acelerado.

Movimiento rectilíneo uniformemente retardado

En los movimientos uniformemente decelerados o retardados la velocidad disminuye con el tiempo de manera constante. Están, pues, dotados de una aceleración que aunque negativa es constante (la fuerza responsable de la deceleración es constante).

Por ello, todas las fórmulas cinemáticas usadas para los movimientos uniformemente acelerados sirvan para describir los movimientos uniformemente retardados, sólo que en estos casos llevan el signo negativo.

 

Espacio (distancia o desplazamiento) en función del tiempo

En los movimientos decelerados, la gráfica espacio-tiempo crece con el tiempo, pero cada vez más lentamente. La gráfica que lo representa es una parábola convexa descendente.


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Velocidad en función del tiempo

En un movimiento uniformemente decelerado o retardado su pendiente disminuye de un modo uniforme, lo que da lugar a una gráfica velocidad-tiempo decreciente y rectilínea.


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Ver: PSU: Física; Pregunta 06_2005(2)

Deceleración en función del tiempo

En este tipo de movimientos la deceleración es constante, por lo que la gráfica a-t (en este caso deceleración en función del tiempo) es una recta paralela al eje del tiempo, por debajo de esta.


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Un cuerpo que asciende

Veamos un ejemplo gráfico de un movimiento uniformemente decelerado.

Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba con velocidad inicial de 60 m/s ¿Cuál es la altura máxima que puede alcanzar?
La representación gráfica rapidez-tiempo es la siguiente:


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 Gráfica rapidez-tiempo para un cuerpo que asciende con una rapidez inicial de 60 m/s


¿Cómo se explica esta representación?

Veamos:

La rapidez inicial es de 60 m/s, la cual empieza a disminuir a medida que pasa el tiempo.

¿Por qué disminuye? Por influencia de la aceleración de gravedad que, redondeando, es de 10 m/s (ahora con signo negativo), entonces en cada segundo se produce una disminución de 10 m/s en la rapidez.

Aquí se puede colegir que un cuerpo que asciende con una velocidad de 60 m/s tarda exactamente 6 segundos en alcanzar la altura máxima donde se detiene por un instante antes de empezar a caer.

Al hacerlo, está partiendo de cero, y ahora su rapidez empieza a aumentar a razón de 10 m/s cada segundo, en 6 segundo alcanzará una velocidad de 60 m/s.

Esto nos demuestra que los dos movimientos son simétricos; es decir, que podemos utilizar las mismas reglas que para el caso de la caída.

 

En resumen, y comparando las gráficas del Movimiento Uniforme y el Uniformemente Acelerado o Decelerado:


                 Gráfica                     

s-t

v-t

a-t

Movimiento Uniforme

recta

recta con pendiente # 0

recta que coincide con t

Movimiento Uniformemente Acelerado

parábola

recta con pendiente # 0

recta con pendiente 0, paralela a t, por sobre ella

Movimiento Uniformemente Decelerado

parábola

Recta con pendiente negativa

recta con pendiente 0, paralela a t, bajo ella

 

Ver: Cuadro resumen sobre gráficas del movimiento

Fuentes Internet:

http://mestudiofisica10.blogspot.com/2009/05/cinematica-2.html

http://www.astronomia.net/cosmologia/lec104.htm

http://www.iesnicolascopernico.org/FQ/4ESO/bolcine3_0910.pdf

http://www.natureduca.com/fis_estumov_movirec04.php, bajo una LicenciaCreative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Unported

http://www.natureduca.com/fis_estumov_movirec02.php

Movimientos circulares en

http://www.natureduca.com/fis_estumov_movicirc01.php, bajo una LicenciaCreative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Unported

Ver graficas en:

http://www.educaplus.org/play-238-Graficas-del-movimiento.html

 

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