Cinemática.

EjerciciosEsquemaExplicaciónBachillerato
Física y Química1.º BachilleratoCinemáticaTeoría · Ejemplos · Práctica

Describir un movimiento no consiste en elegir una fórmula al azar. Consiste en saber dónde empieza el móvil, qué cambia durante el recorrido y desde qué referencia lo observamos. Esta unidad te guía desde esas ideas hasta los lanzamientos y los movimientos circulares, con explicaciones, ejemplos resueltos y ejercicios para practicar de forma progresiva.

Recorrido principal: bloques 1-15, guía de resolución y autoevaluación. Ampliación: bloques 16-18. Puedes repartirlo en sesiones cortas: conceptos y gráficas primero; MRU y MRUA después; movimientos verticales y proyectiles a continuación; movimiento circular al final. Avanza cuando puedas explicar el ejemplo con tus propias palabras. Las ampliaciones se ajustan a lo que trabaje tu profesor.

Antes de empezar · Comprueba tus bases

Responde sin mirar la solución. No es un examen: sirve para detectar qué necesitas repasar antes de avanzar.

  1. Convierte 36 km/h a m/s.
  2. Calcula 7 − (−3).
  3. Despeja t en 18 = 3t.
  4. Calcula el módulo del vector (3, 4).
  5. ¿Qué significa una pendiente negativa en una gráfica x-t?
  6. ¿Puedes tener velocidad cero y aceleración distinta de cero?
Comprobar y decidir por dónde empezar

1. 10 m/s. 2. 10. 3. 6 s si las unidades son coherentes. 4. 5. 5. Movimiento hacia posiciones decrecientes. 6. Sí: por ejemplo, en la cima de un tiro vertical. Si fallas 1-4, comienza por unidades y herramientas. Si fallas 5-6, presta especial atención a velocidad, aceleración y gráficas.

01 · Qué estudia la cinemática

Describir un movimiento y construir un modelo antes de elegir una fórmula.

Elige una vista para 01 · Qué estudia la cinemática

La cinemática estudia cómo se mueve un cuerpo: dónde está, qué trayectoria sigue, cómo cambia su posición y cómo varía su velocidad. No necesita explicar qué fuerza produce ese movimiento. Decir que un coche pasa de 10 a 20 m/s en cinco segundos es una descripción cinemática. Investigar cómo intervienen el motor, el rozamiento o la masa pertenece a la dinámica.

En esta unidad llamaremos móvil al cuerpo cuyo movimiento estudiamos. A menudo lo representaremos como un punto material: una posición basta para describirlo. Un coche puede tratarse como un punto al estudiar un trayecto de varios kilómetros. Esa aproximación deja de ser suficiente si necesitamos describir cómo gira cada rueda o cómo cambia la orientación del coche.

Un modelo físico simplifica una situación real para poder analizarla. Su utilidad depende de sus condiciones. Por ejemplo, suponer que una pelota se mueve sin resistencia del aire permite estudiar el tiro parabólico con ecuaciones sencillas. No significa que en el mundo real el aire no exista: significa que hemos decidido despreciar su efecto en ese modelo.

Qué información necesita una descripción

ElementoPregunta que respondeEjemplo
Sistema de referencia¿Desde dónde y con qué ejes observo?Origen en la salida; eje x hacia la meta.
Posición inicial¿Dónde está al comenzar?x₀ = 5 m.
Tiempo inicial¿Cuándo empiezo a contar?t₀ = 0 s.
Velocidad inicial¿Cómo se mueve en ese instante?v₀ = 3 m/s hacia la derecha.
Modelo de movimiento¿Qué magnitud es constante?Velocidad constante: MRU.
Intervalo de validez¿Hasta cuándo sirven esas ecuaciones?Hasta que empieza a frenar.

El movimiento es relativo al sistema de referencia. Una mochila colocada en el suelo de un autobús está en reposo respecto al autobús y se mueve respecto a una persona situada en la acera. Ambas descripciones pueden ser correctas. La frase «está en reposo» queda incompleta si no sabemos respecto a qué.

Una breve mirada a la historia

El estudio del movimiento se desarrolló mediante observaciones y experimentos. Galileo analizó la caída de cuerpos y los planos inclinados; el desarrollo del cálculo permitió expresar matemáticamente la relación entre posición, velocidad y aceleración. En Bachillerato trabajaremos con la mecánica clásica, adecuada para objetos cotidianos y velocidades muy inferiores a la de la luz.

Ejemplo: una pelota en un tren

Una pasajera sostiene una pelota sin moverla respecto a su asiento. El tren avanza en línea recta a velocidad constante. ¿La pelota se mueve?

  1. Respecto a la pasajera: mantiene la misma posición; está en reposo.
  2. Respecto al andén: cambia de posición junto con el tren; está en movimiento.
  3. Modelo: podemos representar la pelota como un punto si solo interesa su desplazamiento.
  4. Conclusión: no hay contradicción. Hemos usado dos referencias distintas.
Si la pasajera camina por el tren

Si camina hacia delante a 1 m/s respecto al tren y el tren se mueve a 12 m/s respecto al andén, su velocidad respecto al andén es 13 m/s. Si camina hacia atrás a 1 m/s, es 11 m/s. Más adelante expresaremos esta idea con velocidades relativas.

1. Describe sin explicar fuerzas

Una ciclista recorre 200 m en 20 s por una calle recta. ¿Qué puedes afirmar sobre su movimiento y qué no puedes deducir?

Necesito una pista

Distingue un promedio de un valor en cada instante.

Ver solución razonada

Su rapidez media es 200/20 = 10 m/s. Si avanza siempre en el mismo sentido, el módulo de su velocidad media también es 10 m/s. No podemos asegurar que mantenga 10 m/s en cada instante ni deducir su aceleración solo con esos datos.

2. Escoge el modelo

¿Conviene tratar una rueda como un punto para estudiar la posición de su centro? ¿Y para estudiar el movimiento de un punto de su borde?

Necesito una pista

Una misma simplificación no sirve para todas las preguntas.

Ver solución razonada

Para seguir únicamente el centro puede bastar un punto. Para estudiar el borde hay que describir la rotación y distinguir su movimiento del movimiento del centro.

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02 · Unidades, conversiones y herramientas

Preparar datos coherentes y manejar las matemáticas que aparecerán durante la unidad.

Elige una vista para 02 · Unidades, conversiones y herramientas

Antes de sustituir datos, comprueba sus unidades. Usaremos el Sistema Internacional: metros para longitudes, segundos para tiempos, m/s para velocidades y m/s² para aceleraciones. No mezcles kilómetros con metros o minutos con segundos dentro de una misma ecuación sin convertirlos.

MagnitudSímbolo habitualUnidad SI
Posición o desplazamientox, y, Δx, Δrm
Distancia recorridadm
Tiempo o intervalot, Δts
Velocidadvm/s
Aceleraciónam/s²
Ánguloθrad
Velocidad angularωrad/s
Aceleración angularαrad/s²

Cómo usar un factor de conversión

Un factor de conversión es un cociente entre dos cantidades equivalentes. Por ejemplo, 1000 m / 1 km equivale a 1. Lo colocamos de modo que la unidad que queremos eliminar quede una vez en el numerador y otra en el denominador. No basta con recordar «multiplica» o «divide»: entender la cancelación evita errores.

72 km/h × (1000 m / 1 km) × (1 h / 3600 s) = 20 m/s

Para pasar de km/h a m/s divides entre 3,6. Para pasar de m/s a km/h multiplicas por 3,6. Un minuto son 60 s y una hora son 3600 s. Una aceleración de 2 m/s² significa que la componente de velocidad aumenta 2 m/s en cada segundo, siempre que la aceleración permanezca constante.

Despejar y comprobar

Si Δx = v Δt, entonces v = Δx/Δt y Δt = Δx/v, si v ≠ 0. Mantén las letras hasta haber despejado: verás mejor la estructura del cálculo. En una ecuación de segundo grado, como 0 = y₀ + v₀t − ½gt², pueden aparecer dos raíces. Elige las que pertenezcan al intervalo físico del problema; una raíz negativa suele describir una prolongación matemática anterior al comienzo.

Trigonometría mínima

Si un vector de módulo v forma un ángulo θ con el eje horizontal positivo, sus componentes son vₓ = v cos θ y vᵧ = v sen θ. Si el ángulo se mide desde otro eje, estas expresiones deben adaptarse. El módulo se recupera con Pitágoras: v = √(vₓ² + vᵧ²). Para calcular un ángulo mediante una tangente, comprueba el cuadrante según los signos de ambas componentes.

Cifras, redondeo y unidades

Conserva varios decimales durante los cálculos y redondea al final. Si tomas g = 9,8 m/s², no cambies a 10 m/s² a mitad de una solución. Una respuesta como «4,2» está incompleta: escribe qué magnitud representa y su unidad. Usaremos ≈ cuando el resultado esté redondeado.

Comprobación dimensional

En x = x₀ + v₀t + ½at², todos los términos deben tener dimensión de longitud: m, (m/s)·s = m y (m/s²)·s² = m. Si sumas una velocidad a una distancia, la ecuación no puede ser correcta. Esta comprobación detecta errores aunque no sepas todavía el resultado.

Ejemplo: preparar los datos

Un patinete lleva 18 km/h, frena con a = −1,25 m/s² y se detiene. Calcula el tiempo de frenado.

  1. Convierte v₀ = 18/3,6 = 5 m/s.
  2. Elige positivo el sentido inicial del movimiento. La velocidad inicial es positiva y la aceleración de frenado es negativa.
  3. Al detenerse, v = 0. De v = v₀ + at obtenemos t = (v − v₀)/a.
  4. Sustituye: t = (0 − 5)/(−1,25) = 4 s.
  5. Comprueba: en cada segundo la velocidad disminuye 1,25 m/s; cuatro segundos bastan para reducir 5 m/s.

1. Conversiones básicas

Convierte 90 km/h a m/s, 12 m/s a km/h, 2,5 min a segundos y 35 cm a metros.

Necesito una pista

Usa 3,6 para velocidades y factores de 60 o 100 para las otras unidades.

Ver solución razonada

90/3,6 = 25 m/s; 12·3,6 = 43,2 km/h; 2,5·60 = 150 s; 35/100 = 0,35 m.

2. Unidades que detectan un error

Un alumno propone x = v₀ + at². ¿Por qué no es una ecuación válida de posición?

Necesito una pista

Compara la unidad de cada término.

Ver solución razonada

v₀ tiene unidades m/s; at² tiene unidades m. No se pueden sumar magnitudes de distinta dimensión. En MRUA la expresión correcta es x = x₀ + v₀t + ½at².

3. Componentes

Una velocidad de 10 m/s forma 30° sobre la horizontal positiva. Calcula sus componentes.

Necesito una pista

La componente horizontal usa el coseno porque el ángulo está medido desde x.

Ver solución razonada

vₓ = 10 cos 30° ≈ 8,66 m/s; vᵧ = 10 sen 30° = 5 m/s. Ambas son positivas. √(8,66² + 5²) ≈ 10 m/s.

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03 · Referencia, posición y desplazamiento

Separar dónde está el móvil, qué camino sigue y cuánto se ha desplazado.

Elige una vista para 03 · Referencia, posición y desplazamiento

Un sistema de referencia para estos problemas incluye un origen, unos ejes con sentidos positivos y un reloj. El origen es el lugar al que asignamos coordenada cero. Puede estar en la salida, en el suelo o en cualquier punto conveniente. Cambiar el origen modifica las coordenadas, pero no el movimiento real.

Posición en una dimensión

Si el móvil se desplaza sobre una recta, basta una coordenada x(t). Una posición x = −3 m significa que está tres metros hacia el lado negativo del origen. No significa que haya recorrido «menos tres metros». La posición indica un lugar; la distancia recorrida indica una longitud acumulada.

Posición en el plano

r(t) = x(t) i + y(t) j

Los vectores unitarios i y j señalan los sentidos positivos de los ejes x e y. El vector posición va desde el origen hasta el móvil. Por ejemplo, r = 3i + 4j m indica tres metros en x y cuatro en y. Su módulo es 5 m, pero ese módulo es la distancia al origen, no necesariamente la distancia que ha recorrido.

Desplazamiento, trayectoria y distancia

Δr = rfinal − rinicial · En una recta: Δx = xfinal − xinicial

El desplazamiento une la posición inicial con la final. La trayectoria es el conjunto de puntos por los que pasa el móvil. La distancia recorrida es la longitud del camino seguido; siempre es no negativa. Dos trayectos diferentes pueden tener el mismo desplazamiento y distinta distancia recorrida.

026 mIda: 6 m hacia la derechaVuelta: 4 mΔx = +2 m · d = 6 + 4 = 10 m
Ida de x = 0 a x = 6 m y vuelta hasta x = 2 m: distancia 10 m y desplazamiento +2 m.
SituaciónDesplazamientoDistancia
Avanza sin cambiar de sentidoSu módulo coincide con d.Longitud del tramo.
Da una vuelta completaCero: vuelve al mismo punto.Longitud de la vuelta.
Se detiene sin cambiar de lugarCero durante la parada.Cero durante la parada.
Va y vuelve parcialmenteDepende solo de los extremos.Suma todas las longitudes.

Ejemplo: recorrido con cambio de sentido

Una persona parte de x = −2 m, llega a x = 7 m y termina en x = 1 m.

  1. Primer tramo: Δx₁ = 7 − (−2) = +9 m. Distancia: 9 m.
  2. Segundo tramo: Δx₂ = 1 − 7 = −6 m. Distancia: 6 m.
  3. Desplazamiento total: Δx = 1 − (−2) = +3 m.
  4. Distancia total: d = 9 + 6 = 15 m.
  5. Comprobación: Δx₁ + Δx₂ = 9 − 6 = 3 m, igual al desplazamiento entre extremos.
Ejemplo vectorial

En el plano, de A = (1, 2) m a B = (4, 6) m, Δr = (3i + 4j) m. Su módulo es 5 m. Si el móvil sigue una línea recta entre ambos puntos, d = 5 m. Si recorre primero 3 m horizontalmente y después 4 m verticalmente, d = 7 m.

1. Ida y vuelta

Sales de x = 0, caminas hasta x = 8 m y vuelves al origen. Calcula d y Δx.

Necesito una pista

La posición final coincide con la inicial.

Ver solución razonada

d = 8 + 8 = 16 m; Δx = 0 − 0 = 0 m. Has recorrido una distancia, aunque tu desplazamiento sea cero.

2. Dos dimensiones

Un móvil va de (−1, 3) m a (5, −5) m. Calcula Δr y su módulo.

Necesito una pista

Resta componente a componente antes de usar Pitágoras.

Ver solución razonada

Δx = 5 − (−1) = 6 m; Δy = −5 − 3 = −8 m. Δr = (6i − 8j) m; |Δr| = √(36 + 64) = 10 m. Sin conocer el camino no podemos obtener d; solo sabemos que d ≥ 10 m.

3. Interpretar un signo

Un móvil está en x = −10 m y avanza hacia el origen. ¿Su posición es negativa? ¿Y su velocidad?

Necesito una pista

Estar a la izquierda y moverse a la izquierda son cosas distintas.

Ver solución razonada

Su posición es negativa mientras permanezca a ese lado del origen. Su velocidad es positiva porque se mueve hacia valores crecientes de x.

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04 · Velocidad y rapidez

Distinguir una media de un valor instantáneo y dar significado a los signos.

Elige una vista para 04 · Velocidad y rapidez

La velocidad media relaciona el desplazamiento con el intervalo de tiempo. Es vectorial: informa de cuánto cambia la posición y de la dirección de ese cambio. En una recta usamos una componente con signo.

vmedia = Δr/Δt · En 1D: vmedia = (x₂ − x₁)/(t₂ − t₁)

La rapidez media divide la distancia total recorrida entre el tiempo total. No tiene dirección y no puede ser negativa. El tiempo total incluye las paradas si el intervalo estudiado las incluye. En una ida y vuelta, la velocidad media puede ser cero mientras la rapidez media es distinta de cero.

Rapidez media = distancia total / tiempo total

Qué significa «instantánea»

La velocidad instantánea describe el movimiento en un momento concreto. Imagina medir la velocidad media durante intervalos cada vez más cortos alrededor de un instante: cuanto más pequeño es el intervalo, mejor describe lo que ocurre justo allí. La rapidez instantánea es el módulo de esa velocidad. Un velocímetro de un coche informa de rapidez, aunque coloquialmente llamemos a su lectura «velocidad».

En una recta, v > 0 significa movimiento hacia valores crecientes de x; v < 0 significa movimiento hacia valores decrecientes. El signo no dice si el móvil va deprisa o despacio. v = −20 m/s tiene mayor rapidez que v = +5 m/s, porque 20 > 5.

La velocidad sigue la tangente

En una trayectoria curva, el vector velocidad es tangente a la trayectoria y apunta en el sentido del movimiento. No apunta, en general, desde el origen hacia el móvil. Ese último vector sería el vector posición. Esta diferencia será importante al estudiar los movimientos circular y parabólico.

Una primera conexión con las derivadas

Cuando conoces x(t), la velocidad instantánea es v(t) = dx/dt. La derivada expresa la pendiente de la gráfica de posición. Para x(t) = 2 + 3t + t², con x en metros y t en segundos, v(t) = 3 + 2t m/s. No necesitas dominar todo el cálculo para resolver los modelos de aceleración constante, pero esta relación explica de dónde proceden.

Ejemplo: un trayecto con regreso

Una estudiante camina 120 m hacia el este en 60 s, se detiene 20 s y vuelve 40 m hacia el oeste en 20 s. Tomamos positivo el este.

  1. Desplazamiento total: Δx = +120 − 40 = +80 m.
  2. Distancia total: d = 120 + 40 = 160 m.
  3. Tiempo total: Δt = 60 + 20 + 20 = 100 s.
  4. Velocidad media: vmedia = 80/100 = +0,8 m/s.
  5. Rapidez media: 160/100 = 1,6 m/s.
  6. Durante la parada su velocidad instantánea es cero; en el regreso es −2 m/s si vuelve uniformemente.
Dos tramos de igual distancia

Un ciclista hace 100 m a 5 m/s y otros 100 m a 10 m/s, sin paradas ni cambios de sentido. Tarda 20 s y 10 s. La velocidad media es 200/30 ≈ 6,67 m/s, no 7,5 m/s. Ha pasado más tiempo a la velocidad menor.

1. Una vuelta al circuito

Una corredora completa una vuelta de 400 m en 80 s. Calcula rapidez media y velocidad media vectorial.

Necesito una pista

Vuelve al punto de salida.

Ver solución razonada

Rapidez media = 400/80 = 5 m/s. Desplazamiento cero: velocidad media vectorial = 0. Esto no significa que haya permanecido quieta.

2. Un promedio con parada

Un móvil avanza 60 m en 10 s, se detiene 5 s y avanza otros 30 m en 5 s. Calcula su velocidad media.

Necesito una pista

El intervalo completo dura 20 s.

Ver solución razonada

Si no cambia de sentido y elegimos positivo su avance, Δx = 90 m. vmedia = 90/20 = 4,5 m/s. Las paradas cuentan en la media.

3. Valor instantáneo

Para x(t) = 4t² − 2t, calcula v(t) y v(3 s).

Necesito una pista

La derivada de t² es 2t; la de t es 1.

Ver solución razonada

v(t) = 8t − 2, en m/s si x está en metros y t en segundos. v(3) = 24 − 2 = 22 m/s. El signo positivo indica movimiento hacia valores crecientes de x.

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05 · Aceleración: cambiar la velocidad

Reconocer cuándo cambia la rapidez, cuándo cambia la dirección y qué significa una aceleración negativa.

Elige una vista para 05 · Aceleración: cambiar la velocidad

La aceleración mide la variación de la velocidad por unidad de tiempo. Como la velocidad es vectorial, puede cambiar porque cambia su módulo, su dirección o ambos. Un coche que toma una curva a rapidez constante tiene aceleración: su vector velocidad está cambiando de dirección.

amedia = (v₂ − v₁)/(t₂ − t₁)

Una aceleración de +3 m/s² en un eje indica que la componente de velocidad aumenta algebraicamente 3 m/s por segundo. Por ejemplo, de −8 a −5 m/s. Aunque la velocidad aumenta como número, su módulo disminuye: el móvil se está frenando. Por eso «aceleración positiva» y «ganar rapidez» no son expresiones equivalentes.

Regla de los signos en una dimensión

VelocidadAceleraciónQué le ocurre a la rapidez
v > 0a > 0Aumenta.
v > 0a < 0Disminuye hasta que v llega a cero.
v < 0a < 0Aumenta.
v < 0a > 0Disminuye hasta que v llega a cero.

Cuando v y a tienen el mismo signo, aumenta la rapidez. Cuando tienen signos opuestos, disminuye. Si una aceleración constante continúa después de que v alcance cero, el móvil puede cambiar de sentido. Esta regla de signos vale para un eje rectilíneo; en varias dimensiones el criterio general depende de cómo se orientan v y a.

Reposo instantáneo y aceleración

Que v = 0 en un instante no obliga a que a = 0. Una pelota lanzada verticalmente tiene velocidad cero en el punto más alto, pero la aceleración gravitatoria sigue apuntando hacia abajo. Tampoco a = 0 implica reposo: un tren en MRU puede tener velocidad constante distinta de cero.

Aceleración tangencial y normal

La componente tangencial cambia la rapidez y está dirigida a lo largo de la tangente; puede actuar a favor o en contra del movimiento. La componente normal cambia la dirección y apunta hacia el centro de curvatura. En un movimiento circular de radio R, su módulo es v²/R.

an = v²/R · at = d|v|/dt · |a| = √(at² + an²)

Las componentes tangencial y normal son perpendiculares. Por eso sus módulos no se suman directamente. En una recta, la componente normal es cero. En una circunferencia a rapidez constante, la tangencial es cero y la normal no.

Ejemplo: frenar moviéndose hacia el lado negativo

Un móvil pasa de v₀ = −12 m/s a v = −4 m/s en 4 s con aceleración constante.

  1. Cambio de velocidad: Δv = −4 − (−12) = +8 m/s.
  2. Aceleración: a = 8/4 = +2 m/s².
  3. Rapidez inicial: 12 m/s. Rapidez final: 4 m/s. Se ha frenado.
  4. El signo positivo de a indica que la velocidad se desplaza hacia valores más positivos, no que vaya más deprisa.
Si mantiene esa aceleración

Dos segundos después de tener v = −4 m/s llegará a v = 0. Si continúa con a = +2 m/s², comenzará a moverse en sentido positivo. Una orden de «frenar hasta detenerse» suele terminar el modelo justo al llegar a cero.

1. Interpreta sin calcular

Un coche tiene v = −6 m/s y a = −2 m/s². ¿Se frena o aumenta su rapidez?

Necesito una pista

Compara los signos, no solo el signo de a.

Ver solución razonada

Aumenta su rapidez: velocidad y aceleración apuntan hacia el sentido negativo. Tras un segundo, si a es constante, v = −8 m/s.

2. Aceleración media

La velocidad cambia de +15 m/s a +3 m/s en 6 s. Calcula amedia.

Necesito una pista

Resta final menos inicial.

Ver solución razonada

amedia = (3 − 15)/6 = −2 m/s². La rapidez ha disminuido. El dato no garantiza que la aceleración haya sido constante entre los extremos.

3. Una curva

Una moto toma una curva circular de radio 50 m a 10 m/s constantes de rapidez. Calcula an y at.

Necesito una pista

Uniforme en rapidez no significa aceleración total nula.

Ver solución razonada

an = 10²/50 = 2 m/s², hacia el centro. at = 0 porque la rapidez no cambia. La aceleración total tiene módulo 2 m/s².

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06 · Leer gráficas de posición, velocidad y aceleración

Usar pendientes y áreas para interpretar el movimiento sin depender de una lista de fórmulas.

Elige una vista para 06 · Leer gráficas de posición, velocidad y aceleración

Una gráfica representa cómo cambia una magnitud con el tiempo. El eje horizontal suele ser t y el vertical puede ser x, v o a. No es un dibujo de la trayectoria. Una parábola en una gráfica x-t puede describir un movimiento sobre una línea recta: lo que se curva es la relación entre posición y tiempo.

Gráfica posición-tiempo: la pendiente es velocidad

Entre dos puntos, la pendiente es Δx/Δt: la velocidad media de ese intervalo. En un instante, la pendiente de la recta tangente es la velocidad instantánea. Una recta ascendente representa velocidad positiva constante; una descendente, velocidad negativa constante; una horizontal, reposo. Una curva que se hace más inclinada corresponde a una variación del módulo de la velocidad, según el signo de su pendiente.

Gráfica velocidad-tiempo: pendiente y área

La pendiente entre dos puntos es Δv/Δt: aceleración media. Si v-t es una recta, la aceleración es constante. El área con signo entre la gráfica y el eje del tiempo representa el desplazamiento. Las zonas por encima aportan desplazamiento positivo; las zonas por debajo, negativo. Para la distancia recorrida, suma los valores absolutos de esas áreas y divide el intervalo en los puntos donde v cambia de signo.

Área de un rectángulo: v·Δt · Área de un triángulo: ½·base·altura

En un tramo de aceleración constante que no cruza v = 0, el área es un trapecio: Δx = (v₀ + vfinal)Δt/2. El resultado es un desplazamiento con signo. Esta expresión sigue dando el desplazamiento neto si cruza cero, pero la distancia exige separar las áreas.

Gráfica aceleración-tiempo

El área con signo bajo a-t representa el cambio de velocidad Δv. No representa directamente la posición ni la distancia. Una línea horizontal a = 2 m/s² significa aceleración constante; en ese intervalo v-t será una recta ascendente y x-t una parábola.

v4035t (s)12 m4 mVelocidad en m/s
Ejemplo de v-t: 4 m/s durante 3 s; después baja linealmente hasta 0 en t = 5 s. Área total: 16 m.
GráficaPendienteÁrea respecto al eje t
x-tVelocidad.No la usamos para obtener d o v.
v-tAceleración.Desplazamiento con signo.
a-tVariación temporal de a.Cambio de velocidad.

Ejemplo: reconstruir un movimiento por áreas

La velocidad es +3 m/s entre 0 y 4 s, −2 m/s entre 4 y 7 s y 0 entre 7 y 9 s. Calcula desplazamiento, distancia y posición final si x₀ = 5 m.

  1. Primer rectángulo: Δx₁ = 3·4 = +12 m.
  2. Segundo rectángulo: Δx₂ = (−2)·3 = −6 m.
  3. Parada: Δx₃ = 0·2 = 0.
  4. Desplazamiento neto: 12 − 6 = +6 m. Distancia: 12 + 6 = 18 m.
  5. Posición final: x = x₀ + Δx = 5 + 6 = 11 m.

1. Una recta en x-t

La gráfica x-t pasa por (t = 2 s, x = 8 m) y (t = 6 s, x = 0 m), con un tramo recto entre ambos puntos. Calcula v.

Necesito una pista

La pendiente divide cambio de posición entre cambio de tiempo.

Ver solución razonada

v = (0 − 8)/(6 − 2) = −2 m/s. Se mueve uniformemente hacia valores menores de x. No está frenando: la velocidad es constante.

2. Triángulo bajo v-t

Un móvil aumenta linealmente su velocidad de 0 a 8 m/s entre 0 y 4 s. Calcula a y Δx.

Necesito una pista

La aceleración usa la pendiente; el desplazamiento usa el área.

Ver solución razonada

a = 8/4 = 2 m/s². Δx = ½·4·8 = 16 m. Como v no es negativa, la distancia también es 16 m.

3. Área bajo a-t

Una aceleración constante a = −3 m/s² actúa durante 2 s. Si v₀ = 5 m/s, ¿cuál es v al final?

Necesito una pista

El área es un cambio de velocidad, no una velocidad por sí sola.

Ver solución razonada

Δv = −3·2 = −6 m/s. v = 5 − 6 = −1 m/s. El móvil ha pasado por v = 0 y ha cambiado de sentido si el modelo permanece válido todo el intervalo.

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07 · Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)

Plantear ecuaciones horarias y resolver encuentros usando un mismo reloj.

Elige una vista para 07 · Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)

En un MRU la trayectoria es rectilínea y la velocidad es constante. La aceleración es cero. En intervalos iguales, el móvil realiza desplazamientos iguales. Esto exige que no cambien ni la rapidez ni el sentido durante el intervalo estudiado.

x(t) = x₀ + v(t − t₀) · Si t₀ = 0: x(t) = x₀ + vt

x₀ es la posición en el instante inicial t₀; x(t) es la posición en el instante t; v es la componente constante de velocidad. El producto v(t − t₀) es el desplazamiento desde el inicio, no la posición final. Si x₀ no es cero, debes sumarlo.

Cómo reconocerlo

Las expresiones «velocidad constante» o «recorre distancias iguales en tiempos iguales sin cambiar de sentido» sugieren MRU. La gráfica x-t es una recta de pendiente v; la gráfica v-t es horizontal; la gráfica a-t coincide con cero. Una curva tomada a rapidez constante no es MRU porque cambia la dirección de la velocidad.

Encuentros y alcances

Para dos móviles, escribe una ecuación de posición para cada uno usando el mismo origen, el mismo eje y el mismo reloj. Se encuentran cuando xA(t) = xB(t). Un encuentro no significa que sus velocidades sean iguales. Si parten en instantes distintos, introduce el retraso en la ecuación del segundo móvil y respeta su intervalo de validez.

Encuentro: xA(t) = xB(t)
Salida con retraso

Si B sale en t = 5 s desde x = 0 con v = 4 m/s, su ecuación tras salir es xB = 4(t − 5), válida para t ≥ 5 s. Antes de salir, si espera allí, xB = 0. Usar 4t desde t = 0 le atribuiría un movimiento que todavía no ha hecho.

Ejemplo: dos ciclistas que se aproximan

A está en x = 0 y avanza a +4 m/s. B está en x = 180 m y se mueve a −5 m/s. Salen a la vez. ¿Cuándo y dónde se encuentran?

  1. Ecuación de A: xA = 4t.
  2. Ecuación de B: xB = 180 − 5t.
  3. Igualamos: 4t = 180 − 5t → 9t = 180 → t = 20 s.
  4. Posición: x = 4·20 = 80 m.
  5. Comprobación con B: 180 − 5·20 = 80 m.
  6. A recorre 80 m y B 100 m; las distancias suman la separación inicial, 180 m.
Ejemplo de alcance con retraso

A sale de x = 0 a 2 m/s en t = 0. B sale del mismo punto a 5 m/s en t = 6 s. Para t ≥ 6: 2t = 5(t − 6). Sale t = 10 s desde la salida de A y x = 20 m. B lleva moviéndose 10 − 6 = 4 s, no 10 s.

1. Posición con origen distinto

Un móvil comienza en x₀ = −15 m y lleva v = +3 m/s. Calcula x(8 s) y el tiempo en que pasa por el origen.

Necesito una pista

Para pasar por el origen, impón x = 0.

Ver solución razonada

x(8) = −15 + 3·8 = 9 m. Para x = 0: 0 = −15 + 3t → t = 5 s.

2. Alcance

A parte de x = 40 m a 2 m/s; B parte de x = 0 a 6 m/s. Ambos hacia el sentido positivo y a la vez. ¿Cuándo alcanza B a A?

Necesito una pista

Las posiciones iniciales son diferentes.

Ver solución razonada

xA = 40 + 2t; xB = 6t. Igualamos: 40 + 2t = 6t → t = 10 s. Posición: 60 m. La velocidad relativa de aproximación es 4 m/s y reduce 40 m en 10 s.

3. Un encuentro imposible

Dos móviles separados 50 m avanzan en el mismo sentido a la misma velocidad. ¿Se alcanzan?

Necesito una pista

Estudia si cambia su separación.

Ver solución razonada

No, mientras mantengan esas condiciones. La separación es constante porque sus desplazamientos en cualquier intervalo son iguales. Una ecuación de encuentro daría una igualdad imposible, como 50 = 0.

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08 · Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)

Elegir una ecuación según la incógnita y distinguir desplazamiento de distancia si cambia el sentido.

Elige una vista para 08 · Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)

En un MRUA el móvil se mueve sobre una recta con aceleración constante. La velocidad cambia la misma cantidad en intervalos iguales. Puede ganar rapidez, frenarse o cambiar de sentido. «Uniformemente acelerado» se refiere a una aceleración constante, no necesariamente a un aumento de rapidez.

v = v₀ + aτ
x = x₀ + v₀τ + ½aτ²
v² = v₀² + 2a(x − x₀)
τ = t − t₀

Las tres ecuaciones describen el mismo modelo. La primera relaciona velocidad y tiempo. La segunda da la posición. La tercera elimina el tiempo. En la mayoría de ejercicios tomamos t₀ = 0 y escribimos t en lugar de τ. Cada ecuación deja de ser aplicable si la aceleración cambia y no separas el movimiento en tramos.

De dónde sale la ecuación de posición

Como a es constante, v-t es una recta. El desplazamiento es el área del trapecio bajo esa recta: Δx = (v₀ + v)t/2. Sustituyendo v = v₀ + at, queda Δx = v₀t + ½at². El factor ½ no es un detalle decorativo: aparece porque la parte añadida por la aceleración forma un triángulo en la gráfica.

Cómo elegir

Buscas…Datos habitualesEcuación conveniente
Velocidad tras un tiempov₀, a, tv = v₀ + at.
Posición tras un tiempox₀, v₀, a, tx = x₀ + v₀t + ½at².
Velocidad tras un desplazamientov₀, a, Δxv² = v₀² + 2aΔx.
Tiempo de paradav₀, a; final v = 00 = v₀ + at.
Desplazamiento con velocidades y tiempov₀, v, t; a constanteΔx = (v₀ + v)t/2.

Frenado y cambio de sentido

Si v₀ = +10 m/s y a = −2 m/s², la parada ocurre en t = 5 s. Si el problema dice que frena hasta detenerse, estudias ese intervalo. Si indica que sigue con la misma aceleración durante 8 s, a partir de t = 5 s se mueve en sentido negativo. Para la distancia de esos ocho segundos debes sumar el tramo de ida y el de regreso, no tomar automáticamente |x(8) − x₀|.

Distancia de reacción y distancia de frenado

Si un conductor tarda tr en reaccionar, durante ese intervalo puede modelarse un MRU: dreacción = v₀tr. Después, con desaceleración constante de módulo b, dfrenado = v₀²/(2b). La distancia de detención es la suma. Con b fijo, duplicar v₀ cuadruplica la distancia de frenado; no necesariamente la distancia total, porque la de reacción solo se duplica.

x (m)v (m/s)t (s)t (s)Pendiente crecientePendiente constante: a
MRUA con v₀ = 0 y a positiva: x crece como una parábola y v como una recta. Los dibujos son esquemáticos.

Ejemplo: frenado desde 72 km/h

Un coche va a 72 km/h y frena uniformemente con a = −4 m/s². Calcula el tiempo y la distancia hasta detenerse.

  1. Velocidad inicial: 72/3,6 = 20 m/s.
  2. Tiempo: 0 = 20 − 4t → t = 5 s.
  3. Desplazamiento: Δx = 20·5 + ½(−4)·5² = 100 − 50 = 50 m.
  4. No cambia de sentido antes de la parada: distancia = 50 m.
  5. Comprueba con v²: 0 = 20² + 2(−4)Δx → Δx = 50 m.
  6. Comprueba con el área triangular: ½·5·20 = 50 m.
Ejemplo con cambio de sentido

Para x₀ = 0, v₀ = 6 m/s y a = −2 m/s² durante 5 s: v(5) = −4 m/s y x(5) = 30 − 25 = 5 m. La parada ocurre en t = 3 s y x(3) = 9 m. Recorre 9 m de ida y 9 − 5 = 4 m de vuelta: d = 13 m, mientras Δx = 5 m.

1. Salir del reposo

Una bicicleta parte del reposo con a = 1,5 m/s² durante 8 s. Calcula v y d.

Necesito una pista

v₀ = 0 simplifica ambas ecuaciones.

Ver solución razonada

v = 1,5·8 = 12 m/s. Δx = ½·1,5·8² = 48 m. Si a apunta en el sentido positivo y no hay cambio de sentido, d = 48 m.

2. Sin conocer el tiempo

Un móvil lleva v₀ = 4 m/s y a = 2 m/s². ¿Qué velocidad tiene tras desplazarse +21 m?

Necesito una pista

Usa la ecuación que no contiene t.

Ver solución razonada

v² = 4² + 2·2·21 = 100. En este intervalo avanza en sentido positivo: v = +10 m/s. Si quieres comprobar el tiempo: t = (10 − 4)/2 = 3 s; Δx = 4·3 + ½·2·9 = 21 m.

3. Distancia con vuelta

x₀ = 0, v₀ = 4 m/s y a = −2 m/s² durante 4 s. Calcula posición final y distancia total.

Necesito una pista

Primero localiza el instante de v = 0.

Ver solución razonada

Se detiene en t = 2 s y x = 4·2 − 2² = 4 m. En t = 4 s, x = 16 − 16 = 0 m. Vuelve al origen: Δx = 0 y d = 4 + 4 = 8 m.

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09 · Caída libre y lanzamiento vertical

Aplicar MRUA en el eje vertical sin confundir el signo de la gravedad con el de la velocidad.

Elige una vista para 09 · Caída libre y lanzamiento vertical

Cerca de la superficie terrestre y despreciando la resistencia del aire, un cuerpo sometido únicamente a la gravedad tiene aceleración vertical aproximadamente constante. Llamaremos g = 9,8 m/s² a su módulo positivo. Si elegimos y positivo hacia arriba, la componente de aceleración es aᵧ = −g. Si elegimos positivo hacia abajo, es +g. El fenómeno no cambia: cambia nuestra representación.

Con y positivo hacia arriba:
y = y₀ + v₀ᵧt − ½gt²
vᵧ = v₀ᵧ − gt
vᵧ² = v₀ᵧ² − 2g(y − y₀)

Dejar caer no es lanzar hacia abajo

«Se deja caer» implica v₀ᵧ = 0. «Se lanza hacia abajo» implica una velocidad inicial no nula, negativa si y apunta hacia arriba. Al caer, la velocidad es negativa y la aceleración también: aumenta la rapidez. Al subir, la velocidad es positiva y la aceleración negativa: disminuye la rapidez.

El punto más alto

En la altura máxima, vᵧ = 0 durante un instante. La aceleración sigue siendo −g. Con v₀ᵧ > 0, el tiempo hasta la cima es tsubida = v₀ᵧ/g y la altura ganada respecto al lanzamiento es Δh = v₀ᵧ²/(2g). La altura absoluta es ymáx = y₀ + Δh.

tsubida = v₀ᵧ/g · ymáx = y₀ + v₀ᵧ²/(2g)

Si el cuerpo vuelve a la misma altura de lanzamiento, sin resistencia del aire, tarda lo mismo en bajar que en subir y regresa con igual rapidez y velocidad de signo opuesto. Entonces el tiempo de retorno es 2v₀ᵧ/g. Si acaba más abajo o más arriba, no uses esa expresión para el tiempo total: impón la altura final en la ecuación de y.

Lanzamientov hacia arribaCima: v = 0v hacia abajoa = −g en todo el vuelo
Durante la subida y la bajada, la aceleración apunta hacia abajo. En la cima v = 0, pero a no es cero.

Ejemplo: lanzamiento desde una terraza

Desde y₀ = 15 m se lanza una pelota hacia arriba con v₀ᵧ = 9,8 m/s. ¿Cuánto sube, cuándo toca el suelo y con qué velocidad?

  1. Referencia: suelo y = 0, positivo hacia arriba; aᵧ = −9,8 m/s².
  2. Tiempo de subida: 9,8/9,8 = 1 s.
  3. Altura máxima: ymáx = 15 + 9,8²/(2·9,8) = 19,9 m. Gana 4,9 m, no 19,9 m.
  4. Suelo: 0 = 15 + 9,8t − 4,9t². La raíz positiva es t ≈ 3,02 s; la negativa queda antes del lanzamiento.
  5. Velocidad de llegada: vᵧ = 9,8 − 9,8·3,02 ≈ −19,75 m/s, usando el tiempo sin redondear.
  6. Rapidez de llegada: 19,75 m/s. Es mayor que la inicial porque llega a una altura menor.
Cómo resolver la ecuación del tiempo

Reordenamos 4,9t² − 9,8t − 15 = 0. Con la fórmula cuadrática: t = [9,8 ± √(9,8² + 4·4,9·15)]/9,8. Sale aproximadamente 3,02 s o −1,02 s. La condición t ≥ 0 selecciona la primera.

1. Se deja caer

Se deja caer una piedra desde 19,6 m. Calcula el tiempo de caída y vᵧ al tocar el suelo.

Necesito una pista

v₀ᵧ = 0; toma el suelo como y = 0.

Ver solución razonada

0 = 19,6 − 4,9t² → t² = 4 → t = 2 s. vᵧ = −9,8·2 = −19,6 m/s.

2. Regreso a la misma altura

Lanzas una pelota verticalmente hacia arriba a 14,7 m/s. Calcula tiempo de subida, altura ganada y tiempo de regreso al punto de lanzamiento.

Necesito una pista

La simetría se usa porque la altura final coincide con la inicial.

Ver solución razonada

tsubida = 14,7/9,8 = 1,5 s. Δh = 14,7²/19,6 = 11,025 m ≈ 11,0 m. Regresa en 3 s con vᵧ = −14,7 m/s.

3. En la cima

Un alumno afirma: «En el punto más alto no actúa la gravedad porque la pelota se para». Corrígelo.

Necesito una pista

Separa velocidad y aceleración.

Ver solución razonada

La velocidad vertical vale cero solo en ese instante. La aceleración continúa siendo −g y hace que inmediatamente después la velocidad sea negativa. El cuerpo no queda detenido allí.

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10 · Movimientos por tramos y encuentros con aceleración

Enlazar etapas conservando la posición y la velocidad que corresponden a cada comienzo.

Elige una vista para 10 · Movimientos por tramos y encuentros con aceleración

Muchos problemas describen varias etapas: acelerar, mantener una velocidad y frenar. Una sola ecuación con una aceleración constante no puede describir todo el movimiento si la aceleración cambia. Divide el proceso y fija las condiciones iniciales de cada tramo.

Un reloj global y tiempos locales

El reloj global t cuenta desde el comienzo de toda la situación. Si un tramo empieza en t = 8 s, su tiempo local es τ = t − 8. La posición inicial de ese tramo es la posición alcanzada al final del anterior. Su velocidad inicial es la velocidad alcanzada entonces, siempre que no haya un cambio instantáneo idealizado.

Tramo nuevo: x = xinicio del tramo + vinicio del tramoτ + ½aτ²

Puedes resolver cada etapa con su tiempo local y sumar al final duraciones y distancias. Si necesitas una ecuación válida para todo el proceso, escribe una función por tramos e indica los intervalos. Evita reiniciar la posición en cero en cada etapa si luego necesitas la posición respecto al origen original.

Dos móviles con aceleración

Iguala sus posiciones usando el mismo reloj. Si aparece una ecuación cuadrática, puede dar cero, una o dos soluciones. Las raíces que respetan los tiempos de salida y la duración de los modelos representan encuentros posibles. Dos encuentros pueden ocurrir si primero un móvil adelanta al otro y más tarde es alcanzado.

Ejemplo completo: acelerar, circular y frenar

Un móvil parte del reposo en x = 0. Acelera a 2 m/s² durante 5 s, mantiene la velocidad alcanzada durante 8 s y frena con a = −2,5 m/s² hasta parar.

  1. Tramo 1: v₁ = 2·5 = 10 m/s; Δx₁ = ½·2·5² = 25 m.
  2. Tramo 2: v = 10 m/s; Δx₂ = 10·8 = 80 m. Acaba en t = 13 s y x = 105 m.
  3. Tramo 3: 0 = 10 − 2,5τ → τ = 4 s. Δx₃ = 10·4 − 1,25·4² = 20 m.
  4. Totales: t = 5 + 8 + 4 = 17 s; d = 25 + 80 + 20 = 125 m.
  5. No hay retroceso, así que Δx = d = 125 m. La rapidez media es 125/17 ≈ 7,35 m/s.
Ecuación global por tramos
0 ≤ t ≤ 5: x = t²
5 ≤ t ≤ 13: x = 25 + 10(t − 5)
13 ≤ t ≤ 17: x = 105 + 10(t − 13) − 1,25(t − 13)²

Comprueba los empalmes: ambas expresiones contiguas dan x = 25 m en t = 5 s y x = 105 m en t = 13 s. La posición no salta.

Ejemplo de persecución acelerada

A pasa por x = 0 a 6 m/s constantes en t = 0. B parte entonces del reposo desde el mismo punto con a = 2 m/s². xA = 6t y xB = t². Igualando: t(t − 6) = 0. Coinciden en la salida y B alcanza a A en t = 6 s, x = 36 m. Las velocidades se igualan antes, en 2t = 6 → t = 3 s; en ese momento B todavía va detrás.

1. Dos etapas

Un móvil parte del reposo con a = 3 m/s² durante 4 s y luego mantiene su velocidad durante 5 s. Calcula d total y velocidad final.

Necesito una pista

La velocidad de salida del primer tramo es la del segundo.

Ver solución razonada

Primer tramo: v₁ = 12 m/s y d₁ = ½·3·16 = 24 m. Segundo: d₂ = 12·5 = 60 m. Total: d = 84 m en 9 s; velocidad final 12 m/s.

2. Encuentro acelerado

A sale de x = 0 a 4 m/s constantes. B sale a la vez del reposo desde x = −12 m con a = 2 m/s². ¿Cuándo alcanza B a A?

Necesito una pista

xB = −12 + t².

Ver solución razonada

4t = −12 + t² → t² − 4t − 12 = 0 → t = 6 s o −2 s. Para t ≥ 0, t = 6 s. Posición: x = 24 m. Comprobación: −12 + 36 = 24 m.

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11 · Composición de movimientos y tiro horizontal

Separar los ejes sin separar el tiempo: ambos movimientos ocurren simultáneamente.

Elige una vista para 11 · Composición de movimientos y tiro horizontal

Un movimiento en el plano puede describirse mediante dos componentes: horizontal y vertical. Para un proyectil sin resistencia del aire y con gravedad uniforme, la aceleración horizontal es cero y la vertical es −g si y apunta hacia arriba. Por eso el eje x sigue un MRU y el eje y un MRUA. No son dos etapas sucesivas: ocurren a la vez y comparten el mismo tiempo.

Qué es un tiro horizontal

El móvil sale con velocidad inicial horizontal: v₀ₓ ≠ 0 y v₀ᵧ = 0. Es el modelo de una bola que abandona horizontalmente una mesa. Al empezar, no tiene velocidad vertical, pero sí aceleración vertical. En cuanto transcurre tiempo, comienza a descender.

x = x₀ + v₀ₓt
y = y₀ − ½gt²
vₓ = v₀ₓ
vᵧ = −gt

Si el suelo es y = 0 y la altura inicial es h, el tiempo de caída se obtiene de 0 = h − ½gt². Así, tvuelo = √(2h/g). El alcance horizontal, medido desde el punto de salida, es Δx = v₀ₓtvuelo. La velocidad horizontal afecta al alcance, pero no al tiempo de caída bajo estas condiciones.

Velocidad de llegada

La velocidad final tiene una componente horizontal y otra vertical. Su módulo no se obtiene sumándolas: usa Pitágoras. Para describir hacia dónde apunta, calcula el ángulo respecto a la horizontal mediante tan β = |vᵧ|/|vₓ|, si vₓ es positivo y el móvil está descendiendo. Entonces β es el ángulo por debajo de la horizontal.

|v| = √(vₓ² + vᵧ²)

Por qué la trayectoria es parabólica

Si x₀ = 0 y v₀ₓ ≠ 0, despejamos t = x/v₀ₓ y lo sustituimos en y: y = h − gx²/(2v₀ₓ²). La posición vertical depende del cuadrado de la horizontal; por eso la trayectoria es una parábola. Esta ecuación describe el camino, mientras x(t) e y(t) describen también cuándo pasa por cada punto.

v₀ horizontalvₓvᵧhSuelo
Esquema del tiro horizontal: la velocidad horizontal se conserva y la vertical crece en módulo hacia abajo.

Ejemplo: lanzamiento desde 4,9 m

Una bola sale horizontalmente a 8 m/s desde una plataforma de 4,9 m. Calcula tiempo de vuelo, alcance y velocidad de llegada.

  1. Datos: y₀ = 4,9 m; v₀ₓ = 8 m/s; v₀ᵧ = 0.
  2. Suelo: 0 = 4,9 − 4,9t² → t = 1 s.
  3. Alcance: Δx = 8·1 = 8 m.
  4. Componentes finales: vₓ = 8 m/s; vᵧ = −9,8 m/s.
  5. Rapidez: √(8² + 9,8²) ≈ 12,65 m/s.
  6. Dirección: β = arctan(9,8/8) ≈ 50,8° por debajo de la horizontal.
Comprobación a mitad del vuelo

En t = 0,5 s: x = 4 m; y = 4,9 − 4,9·0,5² = 3,675 m; vᵧ = −4,9 m/s. Ha recorrido la mitad del alcance horizontal, pero no ha caído la mitad de la altura: la caída no es uniforme.

1. Hallar la velocidad de salida

Una bola sale horizontalmente desde 19,6 m y cae a 12 m de la vertical de salida. Calcula v₀ₓ.

Necesito una pista

El tiempo se obtiene primero con el movimiento vertical.

Ver solución razonada

0 = 19,6 − 4,9t² → t = 2 s. v₀ₓ = 12/2 = 6 m/s.

2. Cambiar la velocidad horizontal

En el problema anterior duplicas v₀ₓ sin cambiar la altura. ¿Qué ocurre con el tiempo y el alcance?

Necesito una pista

La ecuación de y no contiene v₀ₓ.

Ver solución razonada

El tiempo sigue siendo 2 s. El alcance se duplica, de 12 a 24 m. La velocidad vertical final tampoco cambia.

3. Componer velocidades

Al llegar al suelo, vₓ = 3 m/s y vᵧ = −4 m/s. Calcula rapidez y dirección.

Necesito una pista

Usa un triángulo rectángulo de componentes.

Ver solución razonada

Rapidez = √(3² + 4²) = 5 m/s. Ángulo ≈ arctan(4/3) = 53,1° por debajo de la horizontal positiva. El vector final es (3i − 4j) m/s.

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12 · Lanzamiento oblicuo o tiro parabólico

Resolver el vuelo general y reconocer cuándo sirven las fórmulas abreviadas.

Elige una vista para 12 · Lanzamiento oblicuo o tiro parabólico

En un lanzamiento oblicuo, la velocidad inicial forma un ángulo θ con la horizontal. El primer paso es descomponerla. Tomaremos θ medido desde el eje x positivo, x horizontal y y positivo hacia arriba. Despreciamos la resistencia del aire y suponemos g constante.

v₀ₓ = v₀ cos θ · v₀ᵧ = v₀ sen θ
x = x₀ + v₀ cos θ·t
y = y₀ + v₀ sen θ·t − ½gt²
vₓ = v₀ cos θ · vᵧ = v₀ sen θ − gt

Un procedimiento que sirve aunque cambie la altura final

  1. Elige referencia y escribe v₀ₓ, v₀ᵧ.
  2. Impón en la ecuación vertical la altura a la que debe llegar: suelo, plataforma o una posición indicada.
  3. Resuelve el tiempo y elige la raíz físicamente adecuada.
  4. Usa ese mismo tiempo en la ecuación horizontal.
  5. Calcula las componentes de velocidad y, si lo piden, el módulo y el ángulo.

El punto más alto no es reposo

En la cima vᵧ = 0, pero vₓ se mantiene. Salvo en un lanzamiento estrictamente vertical, la velocidad total no es cero. La rapidez en la cima es |v₀ cos θ|. La aceleración continúa siendo vertical y hacia abajo.

tcima = v₀ sen θ/g
ymáx = y₀ + v₀² sen²θ/(2g)

Fórmulas cuando llega a la misma altura de salida

Si la altura final coincide con la inicial, v₀ᵧ es positivo y buscamos el retorno posterior al lanzamiento, el vuelo es simétrico. Entonces podemos usar estas expresiones para el tiempo de vuelo y el alcance horizontal. No las uses directamente para un lanzamiento desde un acantilado que acaba al nivel del mar.

tvuelo = 2v₀ sen θ/g
Alcance L = v₀² sen(2θ)/g

Para la misma rapidez inicial y salida y llegada a igual altura, el alcance máximo corresponde a 45°. Los ángulos complementarios θ y 90° − θ dan el mismo alcance, pero no la misma altura ni el mismo tiempo. Si hay resistencia del aire o alturas diferentes, esa regla no se aplica automáticamente.

Ecuación de la trayectoria

Para v₀ₓ ≠ 0, t = (x − x₀)/(v₀ cos θ). Al sustituir:

y = y₀ + tan θ·(x − x₀) − g(x − x₀)²/(2v₀² cos²θ)

El término cuadrático tiene coeficiente negativo: la parábola es cóncava hacia abajo. El modelo describe el tramo de vuelo; no prolongues la curva por debajo del suelo como si el proyectil atravesara la superficie.

v₀v₀ₓv₀ᵧCima: vᵧ = 0a hacia abajo
La velocidad inicial se descompone en componentes horizontal y vertical. En la cima se conserva la horizontal.

Ejemplo: lanzamiento desde el suelo a 30°

Se lanza una pelota desde el suelo a 19,6 m/s con un ángulo de 30°. Vuelve al mismo nivel. Calcula tiempo, alcance, altura máxima y velocidad en la cima.

  1. v₀ₓ = 19,6 cos 30° ≈ 16,97 m/s; v₀ᵧ = 19,6 sen 30° = 9,8 m/s.
  2. Tiempo de subida: 9,8/9,8 = 1 s. Tiempo de vuelo: 2 s.
  3. Alcance: L = v₀ₓ·2 ≈ 33,95 m.
  4. Altura máxima: 9,8²/(2·9,8) = 4,9 m.
  5. En la cima: v = 16,97i m/s, horizontal. La aceleración sigue siendo −9,8j m/s².
  6. Al llegar al suelo: vₓ ≈ 16,97 m/s; vᵧ = −9,8 m/s; rapidez 19,6 m/s.
Ejemplo: una altura final diferente

Desde y₀ = 10 m se lanza con componentes v₀ₓ = 12 m/s y v₀ᵧ = 5 m/s. Para el suelo: 0 = 10 + 5t − 4,9t². La raíz positiva es t = [5 + √221]/9,8 ≈ 2,03 s. El alcance es 12t ≈ 24,33 m. No sirve t = 2v₀ᵧ/g, porque eso daría el regreso a y = 10 m, no la llegada al suelo.

Un mismo alcance puede dar dos ángulos

A igualdad de altura inicial y final, si sen(2θ) = 0,8, hay dos ángulos de lanzamiento entre 0° y 90°: θ ≈ 26,57° y θ ≈ 63,43°. La función seno tiene el mismo valor para ángulos suplementarios; al dividir entre dos, los ángulos de lanzamiento son complementarios. No te quedes siempre con la primera respuesta de la calculadora.

1. Componentes y tiempo

Se lanza desde el suelo a 9,8√2 m/s con θ = 45°. Calcula componentes, tiempo de vuelo, alcance y altura máxima.

Necesito una pista

sen 45° = cos 45° = √2/2.

Ver solución razonada

v₀ₓ = v₀ᵧ = 9,8 m/s. Tiempo de vuelo = 2 s; alcance = 9,8·2 = 19,6 m; altura máxima = 9,8²/19,6 = 4,9 m.

2. En la cima

Un proyectil tiene v₀ₓ = 8 m/s y v₀ᵧ = 14,7 m/s. ¿Cuándo llega a la cima y qué rapidez tiene allí?

Necesito una pista

En la cima solo se anula la componente vertical.

Ver solución razonada

tcima = 14,7/9,8 = 1,5 s. La rapidez allí es 8 m/s. La aceleración total sigue teniendo módulo 9,8 m/s².

3. Detecta el uso incorrecto

Desde un balcón se lanza una pelota y se calcula el tiempo hasta la calle con 2v₀ sen θ/g. ¿Qué falta comprobar?

Necesito una pista

La fórmula abreviada tiene una condición de altura.

Ver solución razonada

Hace falta que la altura final sea igual a la inicial. La calle está por debajo del balcón; hay que resolver ycalle = y₀ + v₀ sen θ·t − ½gt² y elegir el tiempo positivo de impacto.

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13 · Movimiento circular uniforme (MCU)

Relacionar vueltas, ángulos, velocidad y aceleración centrípeta.

Elige una vista para 13 · Movimiento circular uniforme (MCU)

Un movimiento circular mantiene la distancia R al centro. Si la rapidez es constante, hablamos de MCU. Su velocidad vectorial no es constante: cambia de dirección continuamente. El vector velocidad es tangente a la circunferencia; la aceleración centrípeta apunta hacia su centro.

El radián: relacionar arco y ángulo

Un ángulo de un radián abarca un arco cuya longitud coincide con el radio. Si el ángulo barrido es θ en radianes, el arco recorrido en ese sentido mide s = Rθ, cuando θ representa una cantidad angular positiva recorrida. Para desplazamientos angulares con signo, la coordenada de arco también puede llevar signo. Una vuelta tiene longitud 2πR y ángulo 2π rad.

1 vuelta = 360° = 2π rad
θ(rad) = θ(grados)·π/180

Velocidad angular

La velocidad angular ω indica cómo cambia el ángulo con el tiempo. Elegimos positivo el giro antihorario. En MCU, ω es constante y θ = θ₀ + ωt. Para calcular la rapidez lineal de un punto usamos |ω|R. En las fórmulas de módulos que siguen, ω se entiende como el módulo positivo de la velocidad angular.

θ = θ₀ + ωt · v = |ω|R
T = 2π/|ω| · f = 1/T · |ω| = 2πf

El período T es el tiempo de una vuelta; la frecuencia f es el número de vueltas por segundo. Su unidad es el hercio: 1 Hz = 1 s⁻¹. Las rpm son revoluciones por minuto; no son rad/s. Para convertir: ω(rad/s) = rpm·2π/60, usando el signo del sentido de giro si se pide la componente.

Aceleración centrípeta

an = v²/R = ω²R

Con igual radio, duplicar la rapidez cuadruplica la aceleración centrípeta. Con igual rapidez, aumentar el radio disminuye esa aceleración. Pero si lo que mantienes constante es ω, aumentar R aumenta v y an. Siempre debes indicar qué magnitud se mantiene constante al comparar.

v tangentea hacia el centroRadio R constanteaₙ
En un punto de la derecha de una circunferencia recorrida en sentido antihorario, v apunta hacia arriba y a hacia el centro.
RRθθ = 90° = π/2 rads = Rθ = Rπ/2Una vuelta: 2π rad
Un cuarto de vuelta barre π/2 radianes. La longitud del arco es Rπ/2.

Ejemplo: una rueda a 120 rpm

Una rueda de radio 0,25 m gira uniformemente a 120 rpm. Calcula frecuencia, período, velocidad angular y rapidez y aceleración de un punto de su borde.

  1. Frecuencia: f = 120/60 = 2 Hz.
  2. Período: T = 1/2 = 0,5 s.
  3. Velocidad angular de módulo: ω = 2π·2 = 4π rad/s ≈ 12,57 rad/s.
  4. Rapidez del borde: v = ωR = 4π·0,25 = π m/s ≈ 3,14 m/s.
  5. Aceleración: an = ω²R = 4π² m/s² ≈ 39,48 m/s².
  6. En 3 s completa f·t = 6 vueltas y recorre 6·2π·0,25 = 3π m ≈ 9,42 m.
Centro y borde de una rueda con eje fijo

Todos los puntos de la rueda comparten ω. Un punto a la mitad del radio tiene la mitad de rapidez y la mitad de aceleración centrípeta que un punto del borde, porque v = ωr y an = ω²r. El centro permanece en reposo si el eje está fijo.

1. Período y frecuencia

Una plataforma completa una vuelta cada 4 s. Calcula f y |ω|.

Necesito una pista

Usa T = 4 s.

Ver solución razonada

f = 1/4 = 0,25 Hz; |ω| = 2π/4 = π/2 rad/s ≈ 1,57 rad/s.

2. Aceleración en una circunferencia

Un móvil recorre una circunferencia de radio 2 m a rapidez constante 6 m/s. Calcula an y el período.

Necesito una pista

Para T puedes usar la longitud de una vuelta dividida entre la rapidez.

Ver solución razonada

an = 6²/2 = 18 m/s². T = 2π·2/6 = 2π/3 s ≈ 2,09 s.

3. Convertir vueltas

Un disco gira a 30 rpm durante 10 s. ¿Cuántas vueltas y radianes recorre?

Necesito una pista

30 rpm son 0,5 vueltas por segundo.

Ver solución razonada

N = 0,5·10 = 5 vueltas. Ángulo recorrido = 5·2π = 10π rad ≈ 31,42 rad.

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14 · Movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA)

Aplicar aceleración angular constante y calcular la aceleración total de un punto.

Elige una vista para 14 · Movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA)

En el MCUA la trayectoria sigue siendo circular, pero la velocidad angular cambia con aceleración angular constante α. Las ecuaciones se parecen a las del MRUA: sustituimos posición por ángulo, velocidad por velocidad angular y aceleración por aceleración angular. El radio se mantiene fijo.

ω = ω₀ + αt
θ = θ₀ + ω₀t + ½αt²
ω² = ω₀² + 2α(θ − θ₀)

ω se mide en rad/s y α en rad/s². Si α y ω tienen el mismo signo, aumenta la rapidez de giro; si tienen signos contrarios, disminuye hasta llegar a cero. Si el modelo continúa después, puede invertirse el sentido de giro. El número neto de vueltas es Δθ/(2π); si hay cambios de sentido, las vueltas totales recorridas exigen sumar los ángulos recorridos en módulo.

De magnitudes angulares a lineales

Rapidez: v = |ω|R
Módulo tangencial: |at| = |α|R
Módulo normal: an = ω²R
Aceleración total: |a| = √[(αR)² + (ω²R)²]

Aunque α sea constante, la aceleración lineal total no suele tener módulo constante: la componente normal depende de ω², que cambia durante el giro. Además, las direcciones tangencial y normal van cambiando al avanzar el móvil por la circunferencia.

Frenar un giro

Al frenar con α constante hasta detenerse, el tiempo se obtiene imponiendo ω = 0. Para el ángulo de frenado puedes usar la ecuación sin tiempo. Recuerda que si el disco gira inicialmente en sentido positivo, una aceleración angular negativa lo frena, pero no convierte automáticamente en negativo el ángulo que todavía recorre antes de detenerse.

Ejemplo: disco que arranca

Un disco de radio 0,20 m parte del reposo con α = 2 rad/s² durante 3 s. Calcula ω, ángulo, vueltas y aceleración de un punto del borde al final.

  1. ω = 0 + 2·3 = 6 rad/s.
  2. Δθ = ½·2·3² = 9 rad.
  3. Vueltas: N = 9/(2π) ≈ 1,43.
  4. Rapidez final del borde: v = 6·0,20 = 1,2 m/s.
  5. |at| = 2·0,20 = 0,40 m/s².
  6. an = 6²·0,20 = 7,2 m/s².
  7. |a| = √(0,40² + 7,2²) ≈ 7,21 m/s². No es 7,6 m/s².
Ejemplo: frenado en un ángulo conocido

Un disco gira a 8 rad/s y se detiene uniformemente en 16 rad. 0 = 8² + 2α·16 → α = −2 rad/s². Luego 0 = 8 − 2t → t = 4 s. Ángulo recorrido: (8 + 0)·4/2 = 16 rad, que confirma el cálculo.

1. Arranque angular

Una rueda parte del reposo con α = 0,5 rad/s² durante 8 s. Calcula ω y Δθ.

Necesito una pista

Usa las ecuaciones angulares, no las lineales.

Ver solución razonada

ω = 0,5·8 = 4 rad/s. Δθ = ½·0,5·8² = 16 rad; N = 16/(2π) ≈ 2,55 vueltas.

2. Frenado

Un disco gira a 10 rad/s y frena con α = −2 rad/s² hasta detenerse. Calcula tiempo y ángulo.

Necesito una pista

El intervalo termina en ω = 0.

Ver solución razonada

t = 10/2 = 5 s. Δθ = 10·5 + ½(−2)·25 = 25 rad ≈ 3,98 vueltas.

3. Dos componentes

R = 0,5 m, ω = 4 rad/s y α = 3 rad/s². Calcula aceleración total del borde.

Necesito una pista

Tangencial y normal son perpendiculares.

Ver solución razonada

|at| = 3·0,5 = 1,5 m/s². an = 4²·0,5 = 8 m/s². |a| = √(1,5² + 8²) = √66,25 ≈ 8,14 m/s².

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15 · Velocidades relativas

Cambiar de observador y resolver movimientos con corrientes o plataformas móviles.

Elige una vista para 15 · Velocidades relativas

La velocidad de un cuerpo depende del observador. En mecánica clásica, si un sistema B se traslada respecto a un sistema A sin rotar sus ejes, la velocidad de un móvil P respecto a A se obtiene sumando vectorialmente su velocidad respecto a B y la velocidad de B respecto a A. Las flechas y las referencias importan tanto como los números.

vP/A = vP/B + vB/A

Ejemplo verbal: velocidad de una persona respecto al suelo = velocidad de la persona respecto al tren + velocidad del tren respecto al suelo. En una recta, la suma vectorial se convierte en una suma de componentes con signo. En el plano, hay que sumar por ejes.

Un río con corriente

La velocidad de una barca respecto a la orilla es la suma de su velocidad respecto al agua y la del agua respecto a la orilla. Si apunta perpendicularmente a la orilla, la corriente desplaza la barca río abajo mientras cruza. El tiempo de cruce depende de la componente perpendicular del movimiento respecto a la orilla, no de la rapidez total diagonal.

Apuntar para llegar enfrente

Para llegar justo al punto opuesto, la barca debe apuntar parcialmente contra la corriente. Su componente respecto al agua a lo largo del río debe cancelar la corriente. Solo queda una velocidad neta perpendicular. En este modelo, para avanzar transversalmente mientras cancela toda la corriente, la rapidez de la barca respecto al agua debe superar la rapidez de la corriente.

Ejemplo: cruzar un río apuntando perpendicularmente

Un río tiene 60 m de anchura. La barca avanza a 3 m/s respecto al agua, perpendicular a la orilla. La corriente lleva 2 m/s río abajo.

  1. Eje x: río abajo. Eje y: hacia la orilla opuesta.
  2. vbarca/agua = 3j m/s; vagua/orilla = 2i m/s.
  3. vbarca/orilla = (2i + 3j) m/s.
  4. Tiempo de cruce: t = 60/3 = 20 s.
  5. Deriva: Δx = 2·20 = 40 m río abajo.
  6. Rapidez respecto a la orilla: √(2² + 3²) = √13 ≈ 3,61 m/s.
Si quiere llegar justo enfrente

Con rapidez respecto al agua 3 m/s, necesita una componente de −2 m/s a lo largo del río. La componente de cruce queda √(3² − 2²) = √5 ≈ 2,24 m/s. Tarda 60/√5 ≈ 26,83 s. El ángulo de orientación es arctan(2/√5) ≈ 41,8° contra corriente respecto a la perpendicular.

1. Caminar en una cinta

Una cinta avanza a 1,2 m/s. Una persona camina sobre ella a 0,8 m/s en su mismo sentido. ¿Qué velocidad tiene respecto al suelo? ¿Y si camina al contrario?

Necesito una pista

Usa positivo el avance de la cinta.

Ver solución razonada

Mismo sentido: 1,2 + 0,8 = 2 m/s. Sentido contrario: 1,2 − 0,8 = 0,4 m/s; todavía avanza con la cinta respecto al suelo.

2. Cruce con deriva

Un río de 100 m de ancho lleva corriente de 1 m/s. Nadas perpendicularmente a 2 m/s respecto al agua. Calcula tiempo y deriva.

Necesito una pista

La corriente no aporta velocidad al eje de cruce.

Ver solución razonada

t = 100/2 = 50 s. Deriva = 1·50 = 50 m río abajo. Rapidez respecto a la orilla = √5 ≈ 2,24 m/s.

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16 · Ampliación: ecuaciones horarias y aceleración variable

Conectar funciones, derivadas y gráficas cuando la aceleración cambia.

Elige una vista para 16 · Ampliación: ecuaciones horarias y aceleración variable

Si conoces una función de posición, puedes obtener la velocidad derivándola y la aceleración derivando de nuevo. Este bloque amplía la unidad: úsalo cuando tu curso trabaje con estas herramientas. En una dimensión, la derivada expresa la pendiente de la gráfica en cada instante.

v(t) = dx/dt · a(t) = dv/dt = d²x/dt²

Derivar paso a paso

Para funciones polinómicas, la derivada de una constante es cero; la de bt es b; la de ct² es 2ct; la de dt³ es 3dt². Si x(t) = 5 + 2t + t³, la velocidad es v(t) = 2 + 3t² y la aceleración a(t) = 6t, con unidades coherentes. La aceleración cambia con t. No puedes sustituir un único valor de a en las ecuaciones de MRUA para todo el intervalo.

Funciones vectoriales

Deriva cada componente por separado. Si r(t) = x(t)i + y(t)j, entonces v(t) = x′(t)i + y′(t)j. La rapidez es √(x′² + y′²). Una componente nula no implica que el vector entero sea nulo. Esta diferencia explica por qué en la cima de un tiro oblicuo la velocidad total sigue existiendo.

Integrar: acumular cambios

La operación inversa a derivar es integrar. El área bajo a-t proporciona Δv; sumando v₀ obtienes v(t). El área bajo v-t proporciona Δx; sumando x₀ obtienes x(t). Dos móviles pueden tener la misma aceleración y distintas posiciones y velocidades, por lo que necesitas sus condiciones iniciales.

v(t) = v₀ + ∫₀ᵗ a(u) du
x(t) = x₀ + ∫₀ᵗ v(u) du

La letra u es una variable auxiliar dentro de la integral. El límite superior t indica hasta qué instante acumulamos el área. Para a(t) = kt, resulta v(t) = v₀ + ½kt² y x(t) = x₀ + v₀t + kt³/6. Cada integración introduce una condición inicial.

Ejemplo: posición en dos dimensiones

Con x e y en metros y t en segundos, r(t) = (2t)i + (5 + 3t − t²)j.

  1. r(2) = (4i + 7j) m.
  2. v(t) = 2i + (3 − 2t)j m/s. En t = 2 s: v = (2i − j) m/s; rapidez √5 ≈ 2,24 m/s.
  3. a(t) = −2j m/s², constante.
  4. Eliminando t = x/2, la trayectoria es y = 5 + 1,5x − x²/4.
Ejemplo con aceleración variable

Si a(t) = 2t m/s², v₀ = 1 m/s y x₀ = 0 m, integrando se obtiene v(t) = 1 + t² y x(t) = t + t³/3. En t = 3 s: v = 10 m/s y x = 12 m. La aceleración media es (10 − 1)/3 = 3 m/s². Si la usases como constante, obtendrías x = 3 + ½·3·9 = 16,5 m, incorrecto.

1. Posición polinómica

x(t) = 1 + 4t − 2t², en metros con t en segundos. Calcula v(t), a(t), instante de parada y posición en ese instante.

Necesito una pista

Deriva y luego impón v = 0.

Ver solución razonada

v = 4 − 4t m/s; a = −4 m/s². Parada en t = 1 s; x(1) = 3 m. Si el modelo sigue válido, cambia de sentido.

2. ¿Es MRUA?

x(t) = t³, en metros con t en segundos. Calcula v y a en t = 2 s.

Necesito una pista

La segunda derivada debe ser constante para MRUA.

Ver solución razonada

v(t) = 3t² y a(t) = 6t. En t = 2 s: v = 12 m/s y a = 12 m/s². No es MRUA: a depende de t.

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17 · Ampliación: movimiento armónico simple (MAS)

Describir una oscilación y distinguir extremos, equilibrio, rapidez y aceleración.

Elige una vista para 17 · Ampliación: movimiento armónico simple (MAS)

Un movimiento armónico simple es una oscilación alrededor de una posición de equilibrio cuya posición varía sinusoidalmente con el tiempo. Es periódico: se repite cada período T. El móvil puede desplazarse sobre una recta de un extremo a otro; no está recorriendo necesariamente una circunferencia.

x(t) = A cos(ωt + φ)
v(t) = −Aω sen(ωt + φ)
a(t) = −Aω² cos(ωt + φ) = −ω²x(t)

x es el desplazamiento respecto al equilibrio. A es la amplitud, máxima separación del equilibrio. ω es la frecuencia angular, en rad/s. φ es la fase inicial, que determina en qué punto del ciclo está el móvil cuando t = 0. T = 2π/ω y f = 1/T. La misma posición puede visitarse dos veces por período, con sentidos opuestos; indicar x no basta para conocer el estado completo.

Extremos y equilibrio

PosiciónRapidezAceleración
x = +A0−ω²A, hacia el equilibrio.
x = 0Máxima: AωCero en ese instante.
x = −A0+ω²A, hacia el equilibrio.

En los extremos, la velocidad se anula pero el módulo de la aceleración es máximo. Al pasar por el equilibrio, la aceleración se anula pero la rapidez es máxima. De nuevo, reposo instantáneo y aceleración cero son condiciones distintas.

Cuándo sirve este modelo

Una masa unida a un muelle ideal puede realizar MAS en condiciones adecuadas. Un péndulo simple se aproxima a un MAS para oscilaciones pequeñas; para ángulos grandes no es exacto. No todo vaivén es MAS: debe cumplir a = −ω²x con ω constante.

La conexión con el MCU

La proyección de un punto que realiza MCU sobre un diámetro sigue un MAS. Si el radio es A y el ángulo es ωt + φ, su coordenada sobre ese diámetro es A cos(ωt + φ). Es una relación matemática útil, no una afirmación de que el objeto que oscila gire físicamente.

Superposición de oscilaciones

La suma de varios movimientos sinusoidales puede ser más compleja. Si sus frecuencias tienen relaciones racionales, la combinación puede ser periódica; si no, puede ser cuasiperiódica. No toda combinación de oscilaciones deja de repetirse.

−A0+Aa hacia el centroa hacia el centrov = 0|v| máximav = 0
En un MAS, la aceleración apunta hacia el equilibrio. En los extremos la rapidez es cero.

Ejemplo: un ciclo completo

x(t) = 0,10 cos(2πt), con unidades SI.

  1. A = 0,10 m; ω = 2π rad/s; φ = 0; T = 1 s; f = 1 Hz.
  2. En t = 0: x = +0,10 m; v = 0; a ≈ −3,95 m/s².
  3. En t = 0,25 s: x = 0; v ≈ −0,628 m/s; a = 0.
  4. En t = 0,50 s: x = −0,10 m; v = 0; a ≈ +3,95 m/s².
  5. En t = 1 s vuelve al estado inicial. Ha recorrido 4A = 0,40 m y su desplazamiento neto es cero.

1. Identificar parámetros

x(t) = 0,04 cos(5t + π/3), en unidades SI. Identifica A, ω, φ y T.

Necesito una pista

Compara con A cos(ωt + φ).

Ver solución razonada

A = 0,04 m; ω = 5 rad/s; φ = π/3 rad; T = 2π/5 ≈ 1,26 s.

2. Valores máximos

A = 0,20 m y ω = 3 rad/s. Calcula rapidez máxima y aceleración máxima en módulo.

Necesito una pista

Los máximos se alcanzan en lugares distintos.

Ver solución razonada

vmáx = Aω = 0,60 m/s, en el equilibrio. |a|máx = Aω² = 1,8 m/s², en los extremos.

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18 · Ampliación: sólido rígido y dinámica rotacional

Conectar el giro con el rodamiento y distinguir cinemática de dinámica.

Elige una vista para 18 · Ampliación: sólido rígido y dinámica rotacional

Un sólido rígido es un modelo de cuerpo que conserva las distancias entre sus puntos. Puede trasladarse, girar o combinar ambos movimientos. En traslación pura, todos sus puntos tienen la misma velocidad instantánea. En rotación alrededor de un eje fijo, comparten la velocidad angular pero su rapidez lineal depende de la distancia al eje.

Giro alrededor de un eje fijo

Un punto situado a distancia r del eje tiene rapidez |ω|r, aceleración tangencial de módulo |α|r y aceleración normal ω²r. Para orientar el vector ω usamos la regla de la mano derecha: los dedos siguen el sentido de giro y el pulgar señala el eje orientado.

Rodamiento sin deslizamiento

Una rueda que avanza combina traslación de su centro y rotación. Si rueda sin patinar sobre un suelo fijo, vcentro = |ω|R. El punto de contacto tiene velocidad instantánea cero respecto al suelo y el punto superior lleva rapidez 2vcentro. Resulta de sumar los vectores de velocidad de traslación y rotación de cada punto.

Rodamiento puro sobre suelo fijo: vcentro = |ω|R

No uses esta relación si la rueda patina. El punto de contacto no es un punto permanentemente fijo de la rueda: al avanzar, otros puntos pasan por el contacto. La trayectoria de un punto de la llanta respecto al suelo combina giro y avance, por lo que no es una circunferencia.

Momento de una fuerza y momento de inercia

El momento de una fuerza mide su capacidad para cambiar la rotación respecto a un eje. Su módulo es τ = rF sen β, donde β es el ángulo entre el vector desde el eje al punto de aplicación y la fuerza. La unidad es N·m. Una fuerza perpendicular a una palanca produce el mayor momento para r y F fijos.

τ = rF sen β · Eje fijo con I constante: Στ = Iα

Estas ecuaciones pertenecen a la dinámica rotacional, que explica las causas del cambio de giro. I es el momento de inercia respecto al eje, en kg·m². Depende de la masa y de su distribución: alejar material del eje aumenta I aunque la masa no cambie. La dinámica permite calcular α; después, las ecuaciones angulares describen el movimiento.

Energía de giro y de rodamiento

Erotación = ½Iω²
Erodamiento = ½Mvcentro² + ½Icentroω²

La segunda expresión separa la energía de traslación del centro de masa y la de rotación respecto al centro. En una bajada sin pérdidas, parte de la energía potencial se convierte en cada una. Un cuerpo que rueda puede alcanzar una rapidez del centro menor que un punto material que se desliza sin rozamiento desde la misma altura.

Una precisión sobre el rozamiento

El rozamiento estático puede ser necesario para mantener el rodamiento sin deslizamiento al acelerar o al bajar por una rampa. No tiene por qué ser distinto de cero en toda situación: una rueda ideal que rueda uniformemente sobre un suelo horizontal sin otras fuerzas horizontales puede mantener su movimiento sin fuerza de rozamiento. Sobre un suelo rígido fijo, el punto de contacto sin deslizamiento tiene velocidad instantánea cero y el rozamiento estático no entrega potencia en ese punto. No extrapoles esta conclusión a superficies móviles o cuerpos deformables.

La Tierra como referencia: efecto Coriolis

La Tierra gira. Al describir ciertos movimientos desde un sistema ligado a ella, la rotación puede producir desviaciones aparentes respecto a una descripción inercial. El efecto Coriolis es relevante para fenómenos a gran escala, como la circulación atmosférica. En los proyectiles de esta unidad despreciamos estos efectos y tratamos la referencia del suelo como aproximadamente inercial durante el intervalo estudiado.

Ejemplo: rueda que no patina

Una rueda de radio 0,30 m avanza con rapidez del centro de 3 m/s sobre un suelo fijo.

  1. |ω| = 3/0,30 = 10 rad/s.
  2. El punto de contacto tiene velocidad instantánea cero respecto al suelo.
  3. El punto superior tiene rapidez 6 m/s respecto al suelo.
  4. En 2 s el centro avanza 6 m y la rueda gira un ángulo de módulo 20 rad.
Ejemplo de momento y aceleración angular

Una fuerza perpendicular de 6 N actúa a 0,20 m del eje. τ = 0,20·6 = 1,2 N·m. Si es el momento neto y I = 0,30 kg·m², α = 1,2/0,30 = 4 rad/s². Mientras el momento neto permanezca constante, puedes describir el giro como MCUA.

1. Radio y velocidad

Una rueda rueda sin deslizar a 2 m/s, con radio 0,25 m. Calcula |ω|.

Necesito una pista

Usa la rapidez del centro.

Ver solución razonada

|ω| = 2/0,25 = 8 rad/s. La rapidez del punto superior respecto al suelo es 4 m/s.

2. Mismo giro, distinto radio

Dos puntos de un disco están a 0,10 m y 0,30 m de su eje fijo. Si gira a 5 rad/s, calcula sus rapideces.

Necesito una pista

Ambos comparten ω.

Ver solución razonada

v₁ = 5·0,10 = 0,50 m/s; v₂ = 5·0,30 = 1,50 m/s. El segundo lleva el triple de rapidez.

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Cómo resolver un problema sin perderte

Esta secuencia funciona para casi todos los ejercicios de la unidad. Repetirla convierte los cálculos en un procedimiento comprensible y ayuda a localizar errores.

  1. Lee y dibuja. Representa la trayectoria, los puntos importantes y los sentidos de movimiento. No necesitas un dibujo artístico.
  2. Fija la referencia. Indica origen, ejes y sentido positivo. En un encuentro, comparte la referencia y el reloj entre los móviles.
  3. Ordena los datos. Separa posiciones de distancias, velocidades de rapideces y tiempos globales de tiempos de cada tramo. Convierte unidades.
  4. Describe el modelo. MRU, MRUA, proyectil, MCU o MCUA. Si hay cambios de modelo, divide en tramos.
  5. Escribe ecuaciones con letras. No sustituyas cifras hasta que cada símbolo tenga sentido.
  6. Introduce la condición final. Parada: v = 0. Suelo: y = 0 si allí pusiste el origen. Encuentro: posiciones iguales. Cima: vᵧ = 0.
  7. Calcula y selecciona. Descarta raíces fuera del intervalo. Recupera el signo de la velocidad si has usado v².
  8. Interpreta y comprueba. Escribe unidad, sentido y significado. Revisa dimensiones, orden de magnitud y una segunda ecuación cuando sea útil.
El enunciado dice…Traducción útil
«Parte del reposo»v₀ = 0, pero a puede ser distinta de cero.
«Se deja caer»v₀ᵧ = 0; aceleración gravitatoria.
«Frena hasta detenerse»v final = 0; el tramo termina ahí.
«Velocidad constante en una recta»MRU: a = 0.
«Misma rapidez en una curva»Puede haber aceleración normal.
«Vuelve al punto de salida»Desplazamiento total cero; distancia no necesariamente cero.
«Alcanza a otro móvil»Iguala sus posiciones.
«Misma velocidad que otro móvil»Iguala sus velocidades.

Retos de comprensión · Explica antes de calcular

En cada reto escribe una respuesta de dos o tres frases. Si solo aciertas el número pero no puedes justificarlo, vuelve al apartado relacionado.

Reto 1. ¿Más velocidad o más rapidez?

Un móvil cambia de −9 a −3 m/s. Otro cambia de +3 a +9 m/s. Ambos tardan 2 s. ¿Tienen la misma aceleración media? ¿La misma evolución de rapidez?

Necesito una pista

La aceleración utiliza el cambio algebraico de velocidad.

Ver solución razonada

Ambos tienen amedia = +3 m/s². El primero disminuye su rapidez de 9 a 3 m/s; el segundo la aumenta de 3 a 9 m/s. El signo de a no basta para decir si frenan.

Reto 2. Una foto no basta

Dos fotografías muestran una pelota en el mismo lugar al principio y al final de 2 s. ¿Puedes afirmar que estuvo quieta?

Necesito una pista

Piensa en un movimiento que regresa.

Ver solución razonada

No. Puede haberse movido y vuelto al mismo punto. Solo sabemos que su desplazamiento y su velocidad media durante ese intervalo son cero. No conocemos la distancia recorrida ni la velocidad en los instantes intermedios.

Reto 3. Cambiar el origen

En un MRU cambias el origen 100 m hacia delante sin cambiar la orientación del eje ni el reloj. ¿Cambian velocidad y desplazamiento?

Necesito una pista

Todas las posiciones se modifican en la misma cantidad.

Ver solución razonada

Las coordenadas pasan a x′ = x − 100 m. Al restar dos posiciones, la constante se cancela: el desplazamiento no cambia. La velocidad tampoco. La posición inicial sí cambia.

Reto 4. Misma aceleración, misma velocidad

Dos cuerpos caen con la misma aceleración gravitatoria. ¿Tienen necesariamente la misma velocidad en cada instante?

Necesito una pista

Compara sus condiciones iniciales.

Ver solución razonada

No. Sus velocidades dependen también de v₀ y del tiempo transcurrido desde cada comienzo. Si parten a la vez con igual velocidad inicial, sus velocidades serán iguales en el modelo; compartir a por sí solo no basta.

Reto 5. El doble de altura

En un tiro horizontal duplicas la altura y mantienes v₀ₓ. ¿Se duplica el tiempo de vuelo? ¿Y el alcance?

Necesito una pista

t = √(2h/g).

Ver solución razonada

El tiempo se multiplica por √2, no por 2. Como el alcance es v₀ₓt, también se multiplica por √2.

Reto 6. Dos lanzamientos complementarios

Se lanzan dos proyectiles a igual rapidez desde y hacia el mismo nivel, con 30° y 60°. Compara alcances, tiempos y alturas.

Necesito una pista

El seno de 60° y de 120° es igual; sen 60° es mayor que sen 30°.

Ver solución razonada

Los alcances coinciden. El lanzamiento de 60° dura más y alcanza más altura porque tiene mayor componente vertical. La componente horizontal es menor. Esta comparación presupone el modelo sin resistencia del aire.

Reto 7. Doble radio

Dos puntos de un disco rígido giran con la misma ω, a radios R y 2R. Compara sus rapideces y aceleraciones normales.

Necesito una pista

Mantienes ω, no v.

Ver solución razonada

El punto a 2R tiene el doble de rapidez y el doble de aceleración normal: v = |ω|R y an = ω²R. No tiene cuatro veces la aceleración, porque su radio también cambia.

Investiga un movimiento · Del vídeo a la gráfica

Elige un desplazamiento sencillo: un objeto que rueda por una mesa horizontal, un coche de juguete o una persona que camina por un pasillo. La pregunta es: ¿se aproxima a un MRU o cambia su velocidad? No necesitas aplicaciones de pago ni un montaje complejo.

  1. Coloca una regla o marcas de distancia conocidas junto al recorrido. Graba con una cámara fija y procura que el movimiento quede en un plano paralelo a la imagen.
  2. Define un origen y un sentido positivo. Elige un intervalo en el que se vea todo el movimiento.
  3. Registra posiciones en al menos seis instantes. Si usas los fotogramas, obtén el tiempo con el intervalo entre imágenes; no lo adivines.
  4. Construye una tabla t-x y dibuja la gráfica x-t. Usa escalas uniformes y unidades.
  5. Calcula Δx/Δt entre parejas de datos consecutivos. Compara esas velocidades medias, teniendo en cuenta la precisión de las medidas.
  6. Explica si una velocidad constante parece un modelo razonable. Si cambia, describe cómo cambia y si parece aproximadamente lineal.
  7. Escribe qué limita tu conclusión: perspectiva, posición del objeto en la imagen, resolución temporal, errores de lectura o aceleración no uniforme.
t (s)x (m)Δx del tramo (m)Velocidad media del tramo (m/s)
00——
10,40,40,4
20,80,40,4
31,20,40,4
41,60,40,4
52,00,40,4

La tabla anterior es un ejemplo ideal inventado, no el resultado de una medición. Sus intervalos iguales y desplazamientos iguales son compatibles con un MRU de 0,4 m/s. Sustitúyela por tus datos. Una medición real no tiene por qué dar valores idénticos en cada tramo.

Qué debe contener tu conclusión

Indica la referencia, muestra tu tabla y tu gráfica, justifica el modelo con pendientes o diferencias y señala qué no puedes asegurar con tus datos. Un ejemplo de conclusión sería: «Las velocidades medias varían poco respecto a la precisión de lectura, por lo que un MRU describe razonablemente este intervalo. No puedo asegurar que la velocidad fuese exactamente constante en todos los instantes».

Formulario explicado · Fórmula y condición de uso

Este resumen sirve después de comprender los bloques. Las condiciones de la columna final son tan importantes como las expresiones.

Modelo o magnitudExpresiónCuándo y cómo usarla
DesplazamientoΔr = r₂ − r₁Depende de los extremos; no da la distancia del camino.
Velocidad mediavm = Δr/ΔtUsa el intervalo completo y una referencia definida.
Rapidez mediad/ΔtDistancia total, con paradas incluidas en el tiempo.
Aceleración mediaam = Δv/ΔtNo asegura aceleración instantánea constante.
MRUx = x₀ + vtRecta y velocidad constante; t₀ = 0.
MRUAv = v₀ + atAceleración constante; componente con signo.
MRUAx = x₀ + v₀t + ½at²Aceleración constante; posición final.
MRUA sin tiempov² = v₀² + 2aΔxRecupera el sentido al extraer la raíz.
Verticaly = y₀ + v₀ᵧt − ½gt²y hacia arriba, g positivo, sin resistencia del aire.
Proyectilx = x₀ + v₀ₓt; y = y₀ + v₀ᵧt − ½gt²Tiempo común; v₀ₓ = v₀ cos θ; v₀ᵧ = v₀ sen θ.
Tiempo de vuelo oblicuo2v₀ sen θ/gSolo retorno a la misma altura, con v₀ᵧ > 0.
Alcance oblicuov₀² sen(2θ)/gSolo misma altura inicial y final en este modelo.
Altura ganadav₀ᵧ²/(2g)Suma y₀ para la altura absoluta.
Tiro horizontalt = √(2h/g); Δx = v₀ₓtv₀ᵧ = 0; descenso hasta un nivel h inferior.
MCUθ = θ₀ + ωtRadio y ω constantes; radianes.
Relaciones de girov = |ω|R; |at| = |α|RRadio fijo; v es rapidez.
Aceleración normalan = v²/R = ω²RMovimiento circular; dirigida al centro.
Período y frecuenciaT = 2π/|ω|; f = 1/TMCU para un período constante.
MCUAω = ω₀ + αt; Δθ = ω₀t + ½αt²α constante; t desde el inicio del tramo.
MCUA sin tiempoω² = ω₀² + 2αΔθRecupera el signo de ω según el sentido.
Velocidad relativavP/A = vP/B + vB/AReferencias trasladándose con ejes paralelos sin rotación.

Errores frecuentes · Cómo corregirlos

Si has escrito…Qué revisar
«Recorrió −5 m de distancia»La distancia es no negativa. Puede haber desplazamiento −5 m.
«a negativa: siempre frena»Compara el signo de a con el de v.
«v = 0: a = 0»En la cima de un tiro vertical, a sigue siendo −g.
«Rapidez constante: a = 0»En una curva cambia la dirección de la velocidad.
«Pendiente de x-t: aceleración»La pendiente de x-t es velocidad.
«Área bajo a-t: distancia»El área bajo a-t es cambio de velocidad.
«v₀ = 72 en una ecuación con segundos y metros»Convierte 72 km/h a 20 m/s.
«Altura máxima = v₀ᵧ²/(2g)»Eso es altura ganada. Añade y₀ si el origen está en el suelo.
«En la cima del tiro oblicuo v = 0»Solo vᵧ = 0; vₓ se conserva.
«La velocidad final siempre es la raíz positiva»El módulo es positivo; la componente puede ser negativa.
«Un único MRUA para acelerar y frenar»Divide en tramos con distintas aceleraciones.
«Reinicio x = 0 en cada tramo y sumo posiciones»Conserva una referencia o suma desplazamientos bien definidos.
«ω = 60 si son 60 rpm»60 rpm = 2π rad/s.
«a total = a tangencial + a normal»Los vectores se suman; los módulos perpendiculares usan Pitágoras.

Autoevaluación final · 20 preguntas

Trabaja sin abrir soluciones y registra qué apartados te cuestan. Considera una respuesta completa cuando el planteamiento, el resultado, las unidades y la interpretación sean correctos. Puedes hacer primero 1-10 y dejar 11-20 para otra sesión.

1. Magnitudes distintas

Un móvil pasa de x = −3 m a x = 5 m y termina en x = 1 m. Calcula desplazamiento y distancia.

Necesito una pista

Suma longitudes de tramos; para desplazamiento usa los extremos.

Ver solución razonada

Δx = 1 − (−3) = +4 m. Distancia: 8 + 4 = 12 m. El punto intermedio importa para d, pero no para Δx.

2. Conversión

Un coche circula a 54 km/h. Expresa esa rapidez en m/s.

Necesito una pista

Divide entre 3,6.

Ver solución razonada

54/3,6 = 15 m/s.

3. Velocidad media

Un móvil va de x = 10 m a x = −20 m en 6 s. Calcula su velocidad media.

Necesito una pista

La posición final se resta a la inicial en el orden final menos inicial.

Ver solución razonada

Δx = −20 − 10 = −30 m. vmedia = −30/6 = −5 m/s. No se puede obtener la rapidez media exacta sin saber si hubo retrocesos.

4. Interpretar aceleración

v = −5 m/s y a = +1 m/s². ¿Aumenta o disminuye la rapidez en ese instante?

Necesito una pista

Los signos son opuestos.

Ver solución razonada

Disminuye. Si a se mantiene, un segundo después v = −4 m/s y la rapidez pasa de 5 a 4 m/s.

5. MRU

x₀ = 7 m y v = −2 m/s. Calcula x(4 s).

Necesito una pista

Suma el desplazamiento a la posición inicial.

Ver solución razonada

x = 7 − 2·4 = −1 m. El desplazamiento es −8 m, distinto de la posición final.

6. Encuentro

A parte de x = 0 a +3 m/s y B de x = 70 m a −4 m/s. Salen a la vez. ¿Cuándo y dónde se encuentran?

Necesito una pista

Iguala las posiciones.

Ver solución razonada

3t = 70 − 4t → t = 10 s. x = 30 m. B también está en 70 − 40 = 30 m.

7. MRUA

v₀ = 2 m/s y a = 3 m/s² durante 4 s. Calcula v y desplazamiento.

Necesito una pista

No olvides el desplazamiento debido a v₀.

Ver solución razonada

v = 2 + 3·4 = 14 m/s. Δx = 2·4 + ½·3·16 = 32 m.

8. Frenado

Un móvil va a 12 m/s y frena con a = −3 m/s² hasta parar. Calcula tiempo y distancia.

Necesito una pista

El tramo termina cuando v = 0.

Ver solución razonada

0 = 12 − 3t → t = 4 s. d = 12·4 − 1,5·16 = 24 m.

9. Cambio de sentido

x₀ = 0, v₀ = 2 m/s y a = −1 m/s² durante 4 s. Calcula desplazamiento y distancia.

Necesito una pista

La parada ocurre en t = 2 s.

Ver solución razonada

x(2) = 2 m; x(4) = 0 m. Desplazamiento cero, distancia 2 + 2 = 4 m. Velocidad final −2 m/s.

10. Caída

Se deja caer un cuerpo desde 4,9 m. Calcula tiempo y velocidad vertical al llegar al suelo.

Necesito una pista

Toma y positivo hacia arriba.

Ver solución razonada

0 = 4,9 − 4,9t² → t = 1 s. vᵧ = −9,8 m/s.

11. Tiro vertical

Una pelota sale hacia arriba a 9,8 m/s desde el suelo. Calcula tiempo de cima y altura máxima.

Necesito una pista

En la cima vᵧ = 0.

Ver solución razonada

t = 9,8/9,8 = 1 s. h = 9,8²/19,6 = 4,9 m. La aceleración en la cima sigue siendo −9,8 m/s².

12. Gráfica v-t

v crece linealmente de 2 a 6 m/s durante 3 s. Calcula aceleración y desplazamiento.

Necesito una pista

Pendiente y área del trapecio.

Ver solución razonada

a = (6 − 2)/3 = 4/3 ≈ 1,33 m/s². Δx = (2 + 6)·3/2 = 12 m.

13. Tiro horizontal

Desde 4,9 m se lanza horizontalmente a 5 m/s. Calcula alcance.

Necesito una pista

El tiempo de caída es 1 s.

Ver solución razonada

0 = 4,9 − 4,9t² → t = 1 s. Alcance = 5·1 = 5 m.

14. Velocidad del proyectil

En cierto instante vₓ = 6 m/s y vᵧ = −8 m/s. Calcula rapidez y sentido vertical.

Necesito una pista

Pitágoras para el módulo; el signo de vᵧ para el sentido.

Ver solución razonada

Rapidez = √(36 + 64) = 10 m/s. El proyectil está bajando porque vᵧ es negativa con y positivo hacia arriba.

15. Condiciones del alcance

¿Sirve L = v₀² sen(2θ)/g para cualquier lanzamiento desde un edificio?

Necesito una pista

Comprueba la altura final.

Ver solución razonada

No. Esa expresión presupone salida y llegada a la misma altura y el modelo sin resistencia del aire. Para una llegada a la calle, impón la altura final en y(t) y calcula después x(t).

16. MCU

Un móvil da dos vueltas por segundo en una circunferencia de radio 0,5 m. Calcula T, |ω| y rapidez.

Necesito una pista

f = 2 Hz.

Ver solución razonada

T = 0,5 s; |ω| = 4π rad/s; v = 2π m/s ≈ 6,28 m/s.

17. Aceleración circular

R = 4 m y rapidez constante 8 m/s. Calcula an y at.

Necesito una pista

La rapidez es constante; la dirección cambia.

Ver solución razonada

an = 8²/4 = 16 m/s² hacia el centro. at = 0.

18. MCUA

Un disco parte del reposo con α = 2 rad/s² durante 4 s. Calcula ω y ángulo.

Necesito una pista

Usa las magnitudes angulares.

Ver solución razonada

ω = 8 rad/s; Δθ = ½·2·16 = 16 rad, aproximadamente 2,55 vueltas.

19. Velocidad relativa

Un tren avanza a 10 m/s y una persona camina hacia atrás a 1 m/s respecto al tren. Calcula su velocidad respecto al suelo.

Necesito una pista

Elige positivo el avance del tren.

Ver solución razonada

vpersona/suelo = −1 + 10 = +9 m/s. Sigue avanzando respecto al suelo aunque vaya hacia atrás respecto al tren.

20. Dos tramos

Un móvil parte del reposo con a = 2 m/s² durante 3 s y mantiene la velocidad alcanzada otros 4 s. Calcula distancia total.

Necesito una pista

La velocidad final del primer tramo es la del segundo.

Ver solución razonada

Primer tramo: v = 6 m/s; d₁ = ½·2·9 = 9 m. Segundo: d₂ = 6·4 = 24 m. Distancia total = 33 m en 7 s.

Lista personal de dominio
  • Puedo fijar una referencia y respetar sus signos.
  • Distingo posición, desplazamiento y distancia.
  • Distingo velocidad de rapidez, y media de instantánea.
  • Interpreto pendientes y áreas con unidades.
  • Elijo un modelo y compruebo sus condiciones.
  • Separo etapas y comparto el reloj entre móviles.
  • Compongo componentes sin sumar sus módulos.
  • Compruebo una solución y puedo explicarla en voz alta.
The Open File · Cinemática de 1.º de Bachillerato

Unidad redactada originalmente para este proyecto a partir del temario del material aportado: «CINEMÁTICA_DOCUMENTO FINAL.pdf». Las explicaciones, diagramas y actividades de esta unidad se han elaborado de nuevo. La interfaz toma como referencia «Libro_virtual_Numeros_reales.html». Las ampliaciones se distinguen del recorrido principal; sigue la programación de tu profesor para decidir cuáles estudiar. Los datos de las actividades son didácticos y los resultados redondeados se indican con ≈.

Última revisión: octubre 14, 2026