Movimiento rectilíneo uniforme y acelerado
4.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Distinguir posición, desplazamiento, distancia, velocidad y aceleración con un sistema de referencia.
- Aplicar las ecuaciones del MRU y del MRUA con signos y unidades coherentes.
- Interpretar pendientes y áreas en gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo.
Antes de empezar
- Despejar ecuaciones.
- Representar puntos en ejes cartesianos.
- Trabajar con magnitudes vectoriales sencillas.
Moverse respecto a qué
La posición se define respecto a un origen y un eje orientado. Un mismo movimiento puede describirse con coordenadas distintas, pero las predicciones físicas deben ser compatibles.
La distancia recorrida es escalar y acumula camino; el desplazamiento resta posición final menos inicial y puede ser positivo, negativo o cero.
Velocidad y aceleración medias
- v = Δx/Δt; a = Δv/Δt
- La velocidad mide cómo cambia la posición; la aceleración, cómo cambia la velocidad. Aceleración negativa no significa siempre frenar: depende del signo de la velocidad y del eje elegido.
Dos modelos rectilíneos
| Modelo | Condición | Ecuaciones |
|---|---|---|
| MRU | v constante, a = 0 | x = x₀ + vt |
| MRUA | a constante | v = v₀ + at; x = x₀ + v₀t + ½at² |
Elegir ecuación sin memorizar a ciegas
- Dibuja el eje y fija el signo positivo.
- Anota x₀, v₀, a y t con unidades.
- Decide si la velocidad es constante o cambia uniformemente.
- Elige una ecuación que contenga la incógnita y datos disponibles.
- Comprueba signo, unidad y coherencia física del resultado.
Leer gráficas
En x-t, la pendiente es la velocidad: una recta horizontal significa reposo, no desplazamiento horizontal en el espacio. En v-t, la pendiente es la aceleración.
El área algebraica bajo v-t da el desplazamiento. Si la velocidad cambia de signo, las áreas por debajo del eje restan; para obtener distancia total hay que sumar valores absolutos por tramos.
Vehículo con aceleración constante
Parte con v₀ = 4,0 m/s y acelera 2,0 m/s² durante 3,0 s desde x₀ = 0.
- v = 4,0 + 2,0 × 3,0 = 10,0 m/s.
- x = 4,0 × 3,0 + ½ × 2,0 × 3,0².
- x = 12,0 + 9,0.
v = 10,0 m/s; x = 21,0 m.
La gráfica no dibuja la carretera
Una línea inclinada en x-t significa que el móvil sube una cuesta.
La inclinación representa cambio de posición por tiempo.
Los ejes contienen magnitudes abstractas. Antes de interpretar una forma, hay que leer qué representa cada eje y sus unidades.
Compruébalo ahora
Un móvil sigue x = 5,0 + 3,0t, con SI. ¿Dónde está a los 4,0 s y qué tipo de movimiento describe?
Ver solución explicada
Respuesta: x = 17,0 m; MRU con v = 3,0 m/s.
x = 5,0 + 3,0 × 4,0 = 17,0 m. La velocidad es constante y no aparece término cuadrático.
Un móvil lleva v₀ = 2,0 m/s y a = 1,5 m/s² durante 4,0 s. Calcula velocidad final y desplazamiento.
Ver solución explicada
Respuesta: v = 8,0 m/s; Δx = 20,0 m.
v = 2,0 + 1,5 × 4,0 = 8,0. Δx = 2,0 × 4,0 + ½ × 1,5 × 4,0² = 8,0 + 12,0 = 20,0 m.
En una gráfica v-t, la velocidad aumenta linealmente de −2,0 m/s a 6,0 m/s en 4,0 s. Calcula aceleración y desplazamiento algebraico.
Ver solución explicada
Respuesta: a = 2,0 m/s²; Δx = 8,0 m.
La pendiente es (6,0 − (−2,0))/4,0 = 2,0 m/s². El área del trapecio es la velocidad media, (−2,0 + 6,0)/2 = 2,0 m/s, por 4,0 s: 8,0 m.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química · cuarto curso · bloque D: magnitudes, ecuaciones y predicciones del movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Elegir la ecuación del movimiento y resolverPracticar esto: Traducir entre gráfica y movimiento realDiagramas de fuerzas, dinámica y gravitaciónTrabajo, potencia, energía mecánica y calor