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Desplazamiento, intervalo de tiempo y velocidad

📄 teoria fisica 🎓 otro · 2° TELESECUNDARIA México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Página 284 de Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico.   Libro de Educación Telesecundaria Grado 2°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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t = 1\,\text{s}; v = 9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}} cayendo. El tiempo es escalar y la velocidad es vectorial.

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

Solución — Página 284

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

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Ejercicio 1

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

  1. Identificamos los datos: t_i = 3\,\text{s}, t_f = 4\,\text{s}, x_i = 29.4\,\text{m}, x_f = 39.2\,\text{m}.
  2. Calculamos el intervalo de tiempo: t = t_f - t_i = 4\,\text{s} - 3\,\text{s} = 1\,\text{s}.
  3. Calculamos el desplazamiento: \Delta x = x_f - x_i = 39.2\,\text{m} - 29.4\,\text{m} = 9.8\,\text{m}.
  4. Sustituimos en la fórmula de velocidad: 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}}.
Respuesta

t = 1\,\text{s} y v = 9.8\,\frac{\text{m}}{\text{s}} cayendo.

2
Ejercicio 2

Explica por qué el tiempo es una cantidad escalar y la velocidad es vectorial.

  1. El tiempo solo necesita un número y una unidad para quedar definido; no tiene dirección ni sentido.
  2. La velocidad necesita indicar magnitud, dirección y sentido porque describe hacia dónde y con qué rapidez se mueve el objeto.
  3. Por eso el símbolo del tiempo no lleva flecha y el de la velocidad sí: \vec{v}.
Respuesta

El tiempo es escalar porque no tiene dirección; la velocidad es vectorial porque sí la tiene.

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 tarda 3 s en llegar a su posición inicial (x_i = 29.4\,\text{m}) y 4 s en llegar a su posición final (x_f = 39.2\,\text{m}). Calcula el intervalo de tiempo y la velocidad.

  1. Intervalo de tiempo: t = t_f - t_i = 4\,\text{s} - 3\,\text{s} = 1\,\text{s}.
  2. Desplazamiento: \Delta x = x_f - x_i = 39.2\,\text{m} - 29.4\,\text{m} = 9.8\,\text{m}.
  3. Velocidad: \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}

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

Glosario (7)

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 $t_f$.
Intervalo de tiempo
Diferencia entre el tiempo final y el tiempo inicial: $t_f - t_i$.
Velocidad
Magnitud vectorial que relaciona el desplazamiento con el intervalo de tiempo: $\vec{v} = \frac{x_f - x_i}{t_f - t_i}$.
Magnitud escalar
Cantidad que queda definida solo con un número y una unidad, sin dirección ni sentido, como el tiempo.
Magnitud vectorial
Cantidad que necesita magnitud, dirección y sentido, como la velocidad.

Preguntas para practicar

¿Por qué el símbolo del tiempo no lleva flecha?

Porque el tiempo es una cantidad escalar: solo necesita un número y una unidad, no tiene dirección ni sentido. En cambio, la velocidad sí es vectorial y por eso se escribe con flecha.

Temas y conceptos clave

CinemáticaDesplazamientoVelocidaddesplazamientotiempo inicialtiempo finalintervalo de tiempovelocidadmagnitud escalarmagnitud vectorial
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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la velocidad media de un objeto?
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¿Cuál es la diferencia entre tiempo y velocidad?
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¿Qué unidades se usan para medir la velocidad?
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📌 Antes de leer esto
  • Cambio de posición
  • Unidades de longitud y tiempo
  • Operaciones básicas con números decimales
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Rapidez y velocidad; movimiento rectilíneo uniforme
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2385 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_{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.

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