Elementos para describir el movimiento

SISTEMA DE REFERENCIA Y POSICIÓN

Los sistemas de referencia se emplean para describir la posición y el movimiento de los cuerpos. Un sistema de referencia está formado por:

  • Un punto tomado como origen de referencia de coordenadas.
  • Unos ejes de coordenadas. Los ejes se cortan en el origen de referencia.

Para señalar la posición de un cuerpo se indica la distancia hasta cada eje. Y para definir su movimiento señalamos cómo cambia esta distancia con el tiempo.

 

 

Un sistema de referencia espacial indica dónde se encuentra el cuerpo en un instante determinado.

La coordenada x toma el valor de la distancia que separa la posición del cuerpo de la marca cero del eje X. Su valor será positivo o negativo dependiendo de la situación del cuerpo con respecto a la marca cero (derecha o izquierda).

Un sistema de referencia temporal indica en qué momento está el cuerpo en una posición concreta.

Se suele hacer coincidir el instante t = 0 con el momento en el que empezamos a estudiar un movimiento.

Los dos sistemas de referencia espacial y temporal constituyen un sistema de referencia espacio-temporal, o sistema de referencia.

 La descripción del movimiento de un cuerpo consiste en un conjunto de pares de números que nos dicen en qué instante de tiempo se encuentra el cuerpo en un punto del espacio.

 

Muchas veces no es fácil encontrar buenos puntos de referencia.

Vamos a considerar dos casos:

  • Si el punto de referencia está en reposo, el movimiento respecto a él se llama absoluto. Es el caso de una persona caminando por la acera que se aleja de la parada del autobús.
  • Si el punto de referencia está también en movimiento, el movimiento respecto a él se llama relativo. Corresponde al caso de un pasajero que camina dentro de un autobús en movimiento.

Realmente no hay ningún punto de referencia absoluto: la Tierra se mueve alrededor del Sol, y este gira alrededor del centro de nuestra galaxia... todos los movimientos son relativos. Para facilitar el estudio de los movimientos consideramos la Tierra como nuestro sistema de referencia en reposo para definir los movimientos absolutos.

TRAYECTORIA

Es el camino que describe el móvil en su movimiento, o la unión de todas las posiciones que ocupa a lo largo del tiempo. Según su forma puede ser:

Rectilínea (línea recta).

Curvilínea (línea curva; circular o parabólica).

 

Espacio recorrido (s): es el espacio que recorre el móvil en la trayectoria medido en unidades de longitud.

TIEMPO

El tiempo es un factor en el estudio del movimiento, ya que las posiciones de un móvil dependen del paso del tiempo.

Instante de tiempo (t): se refiere a un momento determinado.

Intervalo o incremento de tiempo (At): At=t-to, es el tiempo transcurrido entre dos instantes; el final, t, y el inicial, to.

At>0 siempre. t se mide en segundos (s).

 

DESPLAZAMIENTO

El desplazamiento efectuado por un móvil que se mueve describiendo una trayectoria rectilínea es la diferencia entre su posición final, x, y su posición inicial, xo.

Ax=x-xo

 

No es lo mismo desplazamiento que distancia recorrida.

 

Supongamos dos desplazamientos, el primero entre los puntos A y C, y el segundo entre los puntos C y B:

 

Si     x(A)=10m   x(B)= 2m   y   x(C)= 12m      

desplazamiento(AC)= x(C)-x(A)= 12-10= 2m 

 

la distancia recorrida es d(AC)=2m

desplazamiento(CB)= x(B)-x(C)= 2- 12= -10m  

 

la distancia recorrida es d(CB)= 10m

desplazamiento total(AB)= x(B)-x(A)= 2- 10= -8m  

 

mientras que la distancia total recorrida por el móvil es la suma de las dos distancias anteriores     d(AC)+d(CB)= 2+10= 12m