domingo, 1 de septiembre de 2013

Desplazamientos: área bajo la curva v - t

La curva velocidad - tiempo es la que resulta de representar en ejes cartesianos a la velocidad v del móvil de acuerdo al tiempo t. 
Por ejemplo, abajo se muestra la curva v-t de un móvil que se mueve durante un intervalo de tiempo de 5 s con velocidad constante de 3 m/s: 
A lo largo de 5 s, la velocidad v del móvil no aumenta ni disminuye: es constante a un valor de 3 m/s 

Si calculamos el área bajo la curva, observamos que representa el desplazamiento en dicho intervalo:

Y aquí tenemos en detalle el cálculo del desplazamiento como el área bajo la curva v-t:

En cada uno de los 5 segundos, el desplazamiento es de 3 m. Por esto, a lo largo de 5 s, el desplazamiento es de 15 m


Veamos la situación en la cual v aumenta uniformemente:


En el intervalo de tiempo de 5 s, la velocidad v  aumenta uniformemente de 3 a 5 m/s. Esto significa que el aumento de velocidad  Δv es el mismo en cada segundo de los 5 que dura el intervalo. El aumento de velocidad es Δv = 0,4 m/s en cada segundo

El desplazamiento ahora debe ser mayor, pues, la velocidad  v aumenta, lo que significa que a cada segundo se desplaza un tanto más que en el segundo anterior:


En cada uno de los 5 segundos, al aumentar la velocidad v, hay un mayor desplazamiento representado por cada una de las áreas coloreadas

En el siguiente gráfico podemos distinguir seis intervalos de tiempo en los cuales la velocidad del móvil tiene características diferentes:


  • De 0 a 4 s, v aumenta de 0 a 4 m/s
  • De 4 a 6 s, v se mantiene constante en 4 m/s
  • De 6 a 8 s, v disminuye de 4 a 0 m/s
  • De 8 a 9 s, v disminuye de 0 a -2 m/s
  • De 9 a 10 s, v se mantiene constante en -2 m/s
  • De 10 a 12 s, v aumenta de -2 a 0 m/s

Los desplazamientos o áreas en los primeros tres intervalos son positivos, lo que significa desplazamientos hacia la derecha, mientras que en los últimos tres intervalos, los desplazamientos o áreas son negativos, es decir, hacia la izquierda

El sombreado rosado indica desplazamientos positivos o hacia la derecha, mientras que el sombreado celeste indica desplazamientos negativos  o hacia la izquierda
Abajo, tienes actividades en base a la siguiente figura:

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