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Fisica 1° · 2024
Libro de Física 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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A que no te atreves: diseño un experimento de Movimiento Rectilíneo Uniforme

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

Desafío: experimento con v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t} constante y gráfica x-t recta. Metacognición: aprendí el MRU (v=\text{cte}), con experimento y gráficas, útil para modelar movimientos reales y otros fenómenos lineales.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 21

Fisica 1° · 2024

1
Ejercicio 1

(Desafío)

Diseñar un experimento para medir y analizar el MRU, calculando la velocidad constante del objeto y representando gráficamente su posición en función del tiempo.

  1. Plan de medición: se elige un recorrido recto de longitud L (por ejemplo, un pasillo de 4{,}0\,\text{m}) y se marcan con cinta las posiciones x = 0{,}0;\ 1{,}0;\ 2{,}0;\ 3{,}0;\ 4{,}0\,\text{m}.
  2. Herramientas: cronómetro (o aplicación del celular), regla, papel cuadriculado y un objeto que se desplace con rapidez constante (un carrito de rodamientos o un bloque que baja por un plano inclinado suavemente).
  3. Intervalos regulares: se cronometra el instante t_i en que el objeto alcanza cada marca, por ejemplo cada 1{,}0\,\text{s}, registrando los datos en una tabla.
  4. Cálculo de la velocidad media: entre dos instantes consecutivos se aplica v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{x_{i+1}-x_{i}}{t_{i+1}-t_{i}} Ejemplo: si de t=0{,}0\,\text{s} a t=1{,}0\,\text{s} el objeto pasa de x=0{,}0\,\text{m} a x=1{,}5\,\text{m}, entonces v_{m}=\frac{1{,}5-0{,}0}{1{,}0-0{,}0}=\frac{1{,}5}{1{,}0}=1{,}5\,\text{m/s}
  5. Verificación de uniformidad: si v_{m} es el mismo en todos los intervalos, el movimiento es uniforme, es decir, v=\text{cte} y a=0.
  6. Gráfico posición-tiempo: se grafican los puntos (t, x) en papel cuadriculado y se traza la mejor recta. En el MRU la gráfica es una recta cuya pendiente es la velocidad: x(t)=x_{0}+v\,t \qquad \text{pendiente}=v=\frac{\Delta x}{\Delta t}
  7. Verificación gráfica: si todos los puntos caen sobre la recta, se confirma el MRU.
Respuesta

Experimento con marcas cada 1{,}0\,\text{m}, tiempos registrados con cronómetro, v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t}=1{,}5\,\text{m/s} (constante) y gráfica x vs. t recta con pendiente igual a la velocidad.

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Ejercicio 2

(Metacognición)

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Ejercicio 2

1 ¿Qué he aprendido?

Respuesta orientativa: Aprendí que en el MRU el objeto recorre distancias iguales en tiempos iguales, que su velocidad es constante (v=\text{cte}, a=0) y que su ecuación es x=x_{0}+v\,t. También aprendí que la gráfica posición-tiempo es una recta cuya pendiente representa la velocidad.

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Ejercicio 2

2 ¿Cómo lo he aprendido?

Respuesta orientativa: Lo aprendí mediante un experimento práctico: medí tiempos con el cronómetro, anoté posiciones en intervalos regulares, calculé la velocidad media con v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t} y construí el gráfico en papel cuadriculado, comparando los datos con la teoría.

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Ejercicio 2

3 ¿Para qué me ha servido?

Respuesta orientativa: Me sirvió para entender que la física se aplica a situaciones reales, para desarrollar habilidades de medición, cálculo y gráfica, y para comprobar que los fenómenos naturales pueden describirse con modelos matemáticos sencillos como x=x_{0}+v\,t.

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Ejercicio 2

4 ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respuesta orientativa: Puedo usarlo para analizar el movimiento de un tren, un automóvil en carretera a velocidad constante, una cinta transportadora o los corredores en tramos rectos; también para estimar tiempos de llegada y para estudiar otros modelos lineales fuera de la física, como el consumo constante de un recurso.

Respuesta

Cuatro respuestas de metacognición: qué, cómo, para qué y dónde aplico lo aprendido sobre MRU.

Contenido de la página

A que no te atreves

Tema: Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Desafío: diseño un experimento para medir y analizar el MRU. En este proceso, construyo un plan detallado que incluye la elección de herramientas como cronómetros y marcadores. Mi objetivo es calcular la velocidad constante del objeto y representar gráficamente su posición en función del tiempo.

Apoyo: utilizo cronómetros, reglas, papel cuadriculado y objetos con movimiento uniforme.

Orientaciones paso a paso:

  • Diseño un plan que me indica cómo medir el tiempo y la posición del objeto en intervalos regulares.
  • Desarrollo la habilidad de calcular la velocidad media del objeto durante el experimento.
  • Diseño y construyo el gráfico de posición-tiempo siguiendo guías precisas.

Reflexión: comparo los resultados obtenidos con mis expectativas iniciales y analizo si el objeto cumplió con las características del MRU.

Identifico las habilidades matemáticas y de observación que he perfeccionado durante el experimento.

Reflexiono sobre los desafíos encontrados y cómo los superé, fortaleciendo así mi comprensión del tema.

METACOGNICIÓN

  1. ¿Qué he aprendido?
  2. ¿Cómo lo he aprendido?
  3. ¿Para qué me ha servido?
  4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Ejemplos resueltos

Un carrito recorre 1,5 m en 1,0 s, 3,0 m en 2,0 s y 4,5 m en 3,0 s. ¿Cumple el MRU?

  1. Calculo la velocidad en cada intervalo: v_{1}=\frac{1{,}5-0}{1{,}0-0}=1{,}5\,\text{m/s}; v_{2}=\frac{3{,}0-1{,}5}{2{,}0-1{,}0}=1{,}5\,\text{m/s}; v_{3}=\frac{4{,}5-3{,}0}{3{,}0-2{,}0}=1{,}5\,\text{m/s}.
  2. Como la velocidad es la misma en todos los intervalos, v=1{,}5\,\text{m/s}=\text{cte}.
  3. La gráfica x vs. t es una recta de pendiente 1{,}5. Respuesta: Sí cumple MRU con v=1{,}5\,\text{m/s}.

Tabla

Paso Acción Herramienta
1 Medir tiempo y posición en intervalos regulares Cronómetro, regla
2 Calcular la velocidad media Calculadora
3 Construir la gráfica posición-tiempo Papel cuadriculado
4 Comparar resultados con expectativas Cuaderno de reflexión

Diagrama

flowchart TB
    A[1. ¿Qué he aprendido?] --> B[2. ¿Cómo lo he aprendido?]
    B --> C[3. ¿Para qué me ha servido?]
    C --> D[4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?]
    D --> E[Comprensión fortalecida del MRU]

Fórmulas y ecuaciones

v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t}

x=x_{0}+v\,t

v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{x_{i+1}-x_{i}}{t_{i+1}-t_{i}}

x(t)=x_{0}+v\,t

a=0 \Rightarrow v=\text{cte}

Glosario (5)

MRU
Movimiento de un cuerpo en línea recta con velocidad constante; la aceleración es cero.
Velocidad media
Cociente entre el desplazamiento y el tiempo empleado: v_m = Δx/Δt.
Intervalo regular
Tramo de tiempo de igual duración usado para tomar mediciones comparables.
Metacognición
Reflexión del estudiante sobre lo que aprendió, cómo lo aprendió y para qué le sirve.
Pendiente
Valor de Δy/Δx de una recta; en la gráfica x-t equivale a la velocidad.

Preguntas para practicar

¿Qué he aprendido?

Que en el MRU la velocidad es constante y la aceleración es cero; su ecuación es x = x₀ + v·t y la gráfica posición-tiempo es una recta cuya pendiente es la velocidad.

¿Cómo lo he aprendido?

Diseñando y ejecutando un experimento: medí tiempos con cronómetro en intervalos regulares, calculé v_m = Δx/Δt y construí la gráfica en papel cuadriculado comparando datos con la teoría.

¿Para qué me ha servido?

Para comprender que los fenómenos se pueden describir con modelos matemáticos, para desarrollar habilidades de medición y gráfica, y para interpretar datos experimentales con criterio crítico.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Para analizar el movimiento de trenes, automóviles a rapidez constante, cintas transportadoras o corredores en tramos rectos, y también para estudiar otros fenómenos lineales como el consumo constante de un recurso.

Temas y conceptos clave

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)Diseño experimentalVelocidad mediaGráfica posición-tiempoMetacogniciónMRU: velocidad constante y aceleración nulaVelocidad media $v_{m}=\frac{\Delta x}{\Delta t}$Gráfica $x$ vs. $t$ recta con pendiente = velocidadIntervalos regulares de mediciónMetacognición: qué, cómo, para qué y dónde aprendo
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Figuras de la página (1)

Cinta morada con el título 'A que no te atreves' y subtítulo 'Tema: Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)'.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la velocidad en el Movimiento Rectilíneo Uniforme?
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¿Qué representa la pendiente de la gráfica posición-tiempo en el MRU?
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¿Cómo diseñar un experimento sencillo para medir la velocidad de un objeto?
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📌 Antes de leer esto
  • • Concepto de velocidad y rapidez
  • • Distancia, desplazamiento y tiempo
  • • Lectura de gráficas en el plano cartesiano
  • • Uso del cronómetro y medición con regla
Siguiente tema sugerido
Ecuaciones del MRU y resolución de problemas con gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1240 caracteres

A que no te atreves Tema: Movimiento Rectilineo Uniforme (MRU)

Desafío: diseño un experimento para medir y analizar el MRU. En este proceso, construyo un plan detallado que incluye la elección de herramientas como cronómetros y marcadores. Mi objetivo es calcular la velocidad constante del objeto y representar gráficamente su posición en función del tiempo.

Apoyo: utilizo cronómetros, reglas, papel cuadriculado y objetos con movimiento uniforme.

Orientaciones paso a paso:

e Diseño un plan que me indica cómo medir el tiempo y la posición del objeto en intervalos regulares. Desarrollo la habilidad de calcular la velocidad media del objeto durante el experimento. Diseño y construyo el gráfico de posición-tiempo siguiendo guías precisas.

Reflexión: comparo los resultados obtenidos con mis expectativas iniciales y analizo si el objeto cumplió con las características del MRU.

Identifico las habilidades matemáticas y de observación que he perfeccionado durante el experimento.

Reflexiono sobre los desafíos encontrados y cómo los superé, fortaleciendo así mi comprensión del tema.

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¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

¿Para qué me ha servido? ¿Cómo lo he aprendido?

¿Qué he aprendido?

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