Unidad 6. INTRODUCCIÓN A LA CINEMÁTICA

1. Posición

1. Las siguientes funciones del tiempo se corresponden con las ecuaciones de posición de tres móviles que siguen movimientos rectilíneos:
- Móvil 1: x(t)=1 m + 1 m/s · t
- Móvil 2: x(t)=4 m – 5 m/s · t + 3 m/s2 · t2
- Móvil 3: x(t)=10 m – 2 m/s · t – 9 m/s2 · t2 + 3 m/s3 · t3
Determina la posición de los tres móviles en los instantes 0 s (instante inicial), 1 s y 2 s.

2. Para el móvil 1 y el 2 del ejercicio anterior:
a) Realiza una tabla de valores de la función x(t) que recoja las posiciones en los instantes 0, 1s, 2 s y 3 s.
b) Completa la tabla con ayuda de una hoja de cálculo añadiendo las posiciones en los instantes 0,5 s, 1,5 s y 2,5 s.
c) Interpreta los resultados.

3. Calcula el desplazamiento del móvil 1 y el del móvil 2 en el intervalo de tiempo (0,2) s.

4. Para el móvil 1 y el 2:
a) Realiza la gráfica de las funciones x(t) de los móviles 1 y 2 mediante una hoja de cálculo y el programa Geogebra.
b) ¿Coinciden los desplazamientos de ambos móviles con la distancia que recorren?

2. Velocidad

4. Para los móviles 1 y 2:
a) Realiza una tabla Δt-Δx para los intervalos de tiempo (0 s , 0,5 s), (0 s, 1s), (0 s, 3 s), (0,5 s, 2 s), (1 s, 2 s).
b) ¿Para qué móvil estas cantidades parecen guardar una relación de proporcionalidad directa?

5. De acuerdo con la definición de velocidad, las funciones o ecuaciones de velocidades de los móviles 1 y 2 son:
- Móvil 1: v(t)=1 m/s
- Móvil 2: v(t)=-5 m/s + 6 m/s2 · t
a) Con ayuda de una hoja de cálculo realiza una tabla de valores de las dos funciones v(t) que recojan las velocidades en los instantes 0, 0,5 s, 1 s, 1,5 s, 2 s, 2,5 s y 3 s.
b) Relaciona los valores obtenidos para la velocidad con la inclinación (o, mejor dicho, la pendiente de la recta tangente a los puntos) de las gráficas x(t) de ambos móviles.

6. Realiza la gráfica de las funciones v(t) de los dos móviles mediante la hoja de cálculo y el programa Geogebra.

7. Para los móviles 1 y 2:
a) Completa la tabla del ejercicio 4 añadiendo los valores de la velocidad media del móvil en los intervalos de tiempo considerados.
b) Interpreta los resultados obtenidos.

3. Aceleración

8. Para los móviles 1 y 2:
a) Realiza una tabla Δt-Δv para los intervalos de tiempo (0 s , 0,5 s), (0 s, 1s), (0 s, 3 s), (0,5 s, 2 s), (1 s, 2 s).
b) ¿Qué aceleración sufre el móvil 1?
c) Para el móvil 2, ¿parecen guardar una relación de proporcionalidad directa las cantidades Δt y Δv?

9. De acuerdo con la definición de aceleración, las funciones o ecuaciones de aceleración de los móviles 1 y 2 son:
- Móvil 1: a(t)=0
- Móvil 2: a(t)=6 m/s2
Realiza la gráfica de las funciones a(t) de los dos móviles mediante la hoja de cálculo y el programa Geogebra.

4. Ecuaciones de movimiento: MRU y MRUA

10. Para los móviles 1 y 2:
a) Escribe sus ecuaciones de movimiento.
b) Calcula la posición, velocidad y aceleración iniciales.

11. Un móvil sigue un MRU. Su posición y velocidad iniciales son 100 m y 20 m/s.
a) Escribe las ecuaciones de movimiento del móvil
b) Determina cuándo alcanzará la posición de 1000 m.
c) Calcula su velocidad en ese instante.

12. Se lanza una piedra hacia arriba a 20 m/s desde una altura de 100 m. Despreciando los efectos de la fricción con el aire, esta piedra sufre una aceleración debida a la gravedad de aproximadamente 10 m/s2 (en la dirección y sentido que va desde su posición hacia el centro de la Tierra).
a) Escribe las ecuaciones de movimiento de la piedra.
b) Determina en qué instante choca contra el suelo y su velocidad en ese instante.
c) Determina la altura máxima que alcanza la piedra.