3. TEORÍA DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 3: Teoría del Movimiento Rectilíneo Uniforme.
Tema: Descripción del Movimiento.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).
Sitio Oficial de Julioprofe: http://www.julioprofe.net
 El movimiento rectilíneo uniforme, también conocido como MRU por sus iniciales, es aquel donde el objeto, supongamos este borrador, se mueve con velocidad constante, describiendo una trayectoria que es una línea recta. Entonces, esas son las características del movimiento rectilíneo uniforme. De acuerdo con ello, podemos definir el concepto de velocidad. La velocidad, que vamos a llamar B, va a ser igual a la relación entre la distancia recorrida o espacio recorrido y el tiempo empleado en ello. Esta expresión va a ser la fórmula que rige el movimiento rectilíneo uniforme. A partir de ella, vamos a despejar la distancia, que para ello tendríamos que pasar este tiempo que se encuentra dividiendo a multiplicar con la velocidad. Entonces, distancia va a ser igual a velocidad por tiempo y a su vez, de esta expresión de aquí, despejaríamos el tiempo, pasando la velocidad que se encuentra multiplicando a dividir al otro lado. Es decir, tiempo va a ser igual a distancia dividido entre velocidad. Esas tres expresiones son las que vamos a utilizar en problemas de movimiento rectilíneo uniforme. Las tres expresiones se encuentran relacionadas entre sí, pero pudimos apreciar que es esta de aquí la que origina estas dos. Es decir, que esta va a ser la relación más importante. Estas tres formulitas las vamos a utilizar en situaciones donde no usemos marco de referencia, a pesar de que habíamos advertido de que tanto el movimiento como el reposo son estados que dependen del marco de referencia utilizado. Recordemos que son estados relativos. Sin embargo, en la física hay situaciones en las cuales no es necesario utilizar marco de referencia, sino fórmulas como las que acabamos de ver. Por ejemplo, si un auto recorre una distancia de 180 kilómetros moviéndose con velocidad constante y en ello emplea un tiempo de tres horas, podríamos determinar su velocidad sin necesidad de utilizar marco de referencia, simplemente utilizando la definición de velocidad. Velocidad es igual a distancia sobre tiempo, entonces velocidad va a ser igual a la distancia que son 180 kilómetros sobre el tiempo que son tres horas. Esto nos daría una velocidad de 60 kilómetros por hora. Como vimos entonces, no fue necesario utilizar marco de referencia, pero en problemas de movimiento rectilíneo uniforme es muy común encontrar problemas enmarcados en un eje X. Por ejemplo, este es el marco de referencia más utilizado para problemas de movimiento rectilíneo uniforme. Por ejemplo, si tenemos una partícula que se mueve en la dirección del eje X hacia la derecha con una velocidad constante y suponemos que en el tiempo cero la partícula tiene una posición que vamos a llamar X sub cero, es decir, la posición inicial, y que transcurrido un tiempo T la partícula tiene una posición X, entonces esa posición X se va a encontrar con la siguiente expresión, velocidad por tiempo más posición inicial. Esta va a ser entonces la ecuación de posición para un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, cuando utilizamos marco de referencia como en este caso el eje X. En este caso la partícula que se desplaza con velocidad constante, su posición X va a estar determinada por el producto velocidad por tiempo que es análogo a la expresión que demostramos hace un momento, distancia y iguala velocidad por tiempo, pero ahora va a estar acompañado de una posición inicial que es desde la cual se inicia el monitoreo del movimiento. Con esta expresión se pueden generar unas gráficas que son las que usualmente se construyen en el movimiento rectilíneo uniforme que son las gráficas de posición contra tiempo, la gráfica de velocidad contra tiempo y la gráfica de aceleración contra tiempo. Entonces, de nuevo anotamos la expresión, suponiendo que la partícula se mueve hacia la derecha como la que dibujamos hace un momento, entonces la velocidad tendrá un valor positivo, en ese caso el gráfico de posición contra tiempo va a ser una línea recta ascendente donde este valor inicial va a ser X sub cero, es decir, la posición en el tiempo cero y la pendiente de esta línea recta, es decir, lo que en matemática se conoce como M, la pendiente, va a ser igual a la velocidad de la partícula, como vemos es una pendiente positiva porque la recta es ascendente lo cual nos dice que la velocidad es hacia la derecha. El gráfico de velocidad contra tiempo va a ser una línea horizontal, es decir, lo que en matemática se conoce como una función constante ya que la velocidad permanece siempre en el mismo valor, claro, por tratarse de un movimiento rectilíneo uniforme con velocidad constante. Y el gráfico de aceleración contra tiempo va a ser una línea horizontal pero que mantiene su valor en cero, porque recordemos que en el movimiento rectilíneo uniforme no hay aceleración, es decir, no hay ni ganancia ni disminución de la velocidad, por lo tanto la aceleración se mantiene todo el tiempo en cero. Esto para el caso de una partícula que se mueva hacia la derecha. Si por el contrario la partícula se mueve hacia la izquierda, el único cambio que vamos a tener allí es en el signo de la velocidad, es decir, la velocidad va a ser un valor negativo, por lo tanto las gráficas van a quedar así. La gráfica de posición contra tiempo ahora va a ser una línea recta descendente donde este valor inicial va a ser nuevamente x sub cero, pero ahora la pendiente va a ser un valor negativo. Nuevamente la pendiente es la velocidad, pero recordemos que si la recta es descendente la pendiente es negativa. Para el caso del gráfico de velocidad contra tiempo, la gráfica sería entonces una línea recta horizontal, nuevamente una función constante, pero ahora con la velocidad tomando un valor negativo, es decir, un valor por debajo del cero. Esta gráfica nos ofrecería cambio porque igual si el movimiento es hacia la izquierda sigue siendo un movimiento rectilíneo uniforme donde no hay modificación en la velocidad, por lo tanto la aceleración mantiene su valor constante en cero.
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