Saltar al contenido
MisLibrosTexto
Ad

Desplazamiento, intervalo de tiempo y velocidad

📄 teoria fisica 🎓 secundaria · 2° Secundaria México 🇲🇽 MX 🗣 Español
Página 284
284 de 339
Página 284 de Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico.   Libro de Educación Secundaria Grado 2°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
Anterior Página 284 / 339 Siguiente

Respuesta rápida

\Delta t = 1\,\text{s}; \vec{v}=9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}} cayendo.

📚 theory fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 284

Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Ejemplo: velocidad de la pelota que cae

Una pelota se suelta y tarda 3 s en pasar por la posición inicial y 4 s en pasar por la posición final. Las posiciones son x_{i}=29.4\,\text{m} y x_{f}=39.2\,\text{m}. Calcula el intervalo de tiempo y la velocidad.

  1. Se identifica el intervalo de tiempo como la diferencia entre el tiempo final y el inicial:

\Delta t = t_{f}-t_{i}

  1. Se sustituyen los valores:

\Delta t = 4\,\text{s}-3\,\text{s} = 1\,\text{s}

  1. Se plantea la fórmula de la velocidad como cociente entre el desplazamiento y el intervalo de tiempo:

\vec{v}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}

  1. Se sustituyen los valores de posición y tiempo:

\vec{v}=\frac{39.2\,\text{m}-29.4\,\text{m}}{4\,\text{s}-3\,\text{s}}

  1. Se resuelve la diferencia del numerador:

\vec{v}=\frac{9.8\,\text{m}}{1\,\text{s}}

  1. Se simplifica la división:

\vec{v}=9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}}

Respuesta: El intervalo de tiempo es 1\,\text{s} y la velocidad de la pelota es 9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}} cayendo.

Conceptos clave

  • El desplazamiento es una cantidad vectorial que mide el cambio de posición: \Delta x = x_{f}-x_{i}.
  • El tiempo es una cantidad escalar, por eso no lleva flecha en su símbolo.
  • La velocidad es una cantidad vectorial y se calcula como \vec{v}=\frac{\Delta x}{\Delta t}.
  • La unidad de velocidad \frac{\text{m}}{\text{s}} es derivada porque combina metros y segundos.

Contenido de la página

Con esto se tiene una cantidad que mide el movimiento, el desplazamiento x, entendido como el cambio de posición. El desplazamiento de cualquier objeto ocurre en un intervalo de tiempo; en el caso del ejemplo de la pelota, si se considera que tardó en llegar a la posición inicial 3 s después de ser soltada, mientras que para llegar a la posición final tardó 4 s, el intervalo de tiempo que le tomó en llegar de la posición inicial a la final es de 1 s.

Lo anterior también se puede expresar con símbolos: el tiempo que tarda en llegar a la posición inicial se llama tiempo inicial y su símbolo es t_{i}, mientras el tiempo en que tarda en llegar a la posición final se conoce como tiempo final y su símbolo es t_{f}; así, el intervalo de tiempo que le toma a la pelota llegar de la posición inicial a la final es:

t_{f}-t_{i}=4\,\text{s}-3\,\text{s}

Entonces:

t=1\,\text{s}

Hay que notar que en el símbolo del tiempo no se coloca una flecha encima, ya que el tiempo es una cantidad escalar y no vectorial.

Existe una magnitud física que relaciona el cambio de posición de un objeto con el tiempo que le lleva al objeto realizar dicho cambio; esa magnitud se llama velocidad y se representa con el símbolo \vec{v} (una uve con una flecha encima por ser magnitud vectorial). La velocidad se calcula como el cociente del desplazamiento del objeto y el intervalo de tiempo que le llevó realizar dicho desplazamiento. En una ecuación, se plantea de la siguiente forma:

\vec{v}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}

En el ejemplo de la pelota, se tendrían que sustituir valores:

\vec{v}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}=\frac{39.2\,\text{m}-29.4\,\text{m}}{4\,\text{s}-3\,\text{s}}=\frac{9.8\,\text{m}}{1\,\text{s}}=9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}}

Por lo que la velocidad de la pelota es:

\vec{v}=9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}}\text{ cayendo}

La unidad de medida de la velocidad es el metro sobre segundo, lo cual es una unidad derivada, pues está formada de otras dos unidades fundamentales: los metros y los segundos.

Ejemplos resueltos

Una pelota se suelta y tarda 3 s en pasar por la posición inicial y 4 s en pasar por la posición final. Si x_{i}=29.4\,\text{m} y x_{f}=39.2\,\text{m}, calcula el intervalo de tiempo y la velocidad.

  1. Intervalo de tiempo: \Delta t=t_{f}-t_{i}=4\,\text{s}-3\,\text{s}=1\,\text{s}.
  2. Fórmula de velocidad: \vec{v}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}.
  3. Sustitución: \vec{v}=\frac{39.2\,\text{m}-29.4\,\text{m}}{4\,\text{s}-3\,\text{s}}.
  4. Operación: \vec{v}=\frac{9.8\,\text{m}}{1\,\text{s}}=9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}} cayendo.

Fórmulas y ecuaciones

\vec{v}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}

\Delta t=t_{f}-t_{i}

t_{f}-t_{i}=4\,\text{s}-3\,\text{s}

t=1\,\text{s}

\vec{v}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}

\vec{v}=\frac{39.2\,\text{m}-29.4\,\text{m}}{4\,\text{s}-3\,\text{s}}

\vec{v}=\frac{9.8\,\text{m}}{1\,\text{s}}

\vec{v}=9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}}

Glosario (5)

Desplazamiento
Cambio de posición de un objeto; se calcula como $x_{f}-x_{i}$.
Tiempo inicial
Instante en que el objeto se encuentra en la posición inicial; se simboliza $t_{i}$.
Tiempo final
Instante en que el objeto se encuentra en la posición final; se simboliza $t_{f}$.
Velocidad
Magnitud vectorial que relaciona el desplazamiento con el intervalo de tiempo; $\vec{v}=\frac{\Delta x}{\Delta t}$.
Unidad derivada
Unidad formada por otras unidades fundamentales, como $\frac{\text{m}}{\text{s}}$.

Preguntas para practicar

¿Por qué el tiempo no lleva flecha en su símbolo?

Porque el tiempo es una cantidad escalar: queda completamente definido con un número y una unidad, sin necesidad de indicar dirección ni sentido. En cambio, la velocidad es vectorial y requiere flecha para señalar su dirección y sentido.

¿Qué significa que $\frac{\text{m}}{\text{s}}$ sea una unidad derivada?

Significa que se obtiene al combinar dos unidades fundamentales: el metro (longitud) y el segundo (tiempo). No es una unidad base del Sistema Internacional, sino que resulta de dividir longitud entre tiempo.

Temas y conceptos clave

DesplazamientoIntervalo de tiempoVelocidadUnidades derivadasDesplazamiento como cambio de posiciónTiempo inicial y tiempo finalVelocidad como cociente entre desplazamiento y tiempoCarácter vectorial de la velocidadMetro sobre segundo como unidad derivada
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la velocidad de un objeto en movimiento?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cuál es la diferencia entre desplazamiento y distancia recorrida?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué la velocidad es una magnitud vectorial y el tiempo no?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • Cambio de posición
  • Operaciones básicas con números decimales
  • Unidades de longitud y tiempo
Siguiente tema sugerido
Rapidez y velocidad: diferencias y aplicaciones
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2393 caracteres

Con esto se tiene una cantidad que mide el movimiento, el desplazamiento x, entendido como el cambio de posición. El desplazamiento de cualquier objeto ocurre en un intervalo de tiempo, en el caso del ejemplo de la pelota, si se considera que tardó en legar a la posición inicial 3 s después de ser soltada, mientras que para llegar a la posición fi nal tardó4\;s, , el intervalo de tiempo que le tomó en llegar de la posición inicial a la final es de 1 s.

Lo anterior también se puede expresar con símbolos: el tiempo que tarda en llegar a la posición inicial se llama tiempo inicial y su símbolo es t_{\mathrm{v}} mientras el tiempo en que tarda en llegar a la posición final se conoce como tiempo final y su símbolo es t_{\mathrm{f}} así, el intervalo de tiempo que le toma a la pelota llegar de la posición inicial a la final es:

Entonces:

t_{f}-t_{i}=4s-3s

Hay que notar que en el símbolo del tiempo no se coloca una fecha encima, ya que el tiempo es una cantidad escalar y no vectorial.

Existe una magnitud fisica que relaciona el cambio de posición de un objeto con el tiempo que le lleva al objeto realizar dicho cambio, esa magnitud se llama velocidad y se representa con el símbolo \begin{aligned}\underset{v}{\Rightarrow}\end{aligned} (una uve con una fecha encima por ser magnitud vectorial). La velocidad se calcula como el cociente del desplazamiento del objeto y el intervalo de tiempo que le llevó realizar dicho desplazamiento. En una ecuación, se plantea de la siguiente forma:

\begin{aligned}\underset{v}{\rightarrow}=\frac{x_{\mathrm{f}}-x_{\mathrm{i}}}{t_{\mathrm{f}}-t_{\mathrm{i}}}\end{aligned}

En el ejemplo de la pelota, se tendrian que sustituir valores:

\begin{aligned}\frac{x_{\mathrm{p}}^{\mathrm{p}}}{\mathrm{d}v}&=\frac{\frac{x_{\mathrm{f}}}{t_{\mathrm{f}}}-\frac{x_{\mathrm{i}}}{t_{\mathrm{i}}}}{t_{\mathrm{f}}-\frac{t_{\mathrm{i}}}{t_{\mathrm{i}}}}\\&=\frac{39.2\mathrm{~m}-29.4\mathrm{~m}}{4s-3s}\\&=\frac{9.8\mathrm{~m}}{1s}\\&=9.8\frac{\mathrm{~m}}{s}\\ \end{aligned}

Por lo que la velocidad de la pelota es:

v=9.8\frac{m}{s}\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{y}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{d}\mathrm{o}

La unidad de medida de la velocidad es el metro sobre segundo, lo cual es una unidad derivada, pues está formada de otras dos unidades fundamentales: los metros y los segundos.

283

Ad

Otros libros recomendados

Ver todos →
Ad

Usamos cookies propias y de terceros para personalizar contenido, mostrar publicidad y analizar el tráfico. Las cookies necesarias siempre están activas.