Movimiento rectilíneo

Movimiento rectilíneo
En el movimiento rectilíneo, la trayectoria que describe el móvil es una línea recta. Algunos
tipos notables de movimiento rectilineo son:
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Evolución respecto del tiempo de la posición, de la velocidad y de la aceleración de un cuerpo
sometido a un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, según la mecánica clásica.
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido
como movimiento rectilíneo uniformemente variado(MRUV), es aquel en el que un móvil se
desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.
Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración
interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.
También puede definirse el movimiento como el que realiza una partícula que partiendo del
reposo es acelerada por una fuerza constante.
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular
del movimiento uniformemente acelerado(MUA).
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en mecánica newtoniana
En mecánica clásica el movimiento uniformemente acelerado (MRUA) presenta tres
características fundamentales:
1. La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes.
2. La velocidad varía linealmente respecto del tiempo.
3. La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo.
La figura muestra las relaciones, respecto del tiempo, del desplazamiento (parábola), velocidad
(recta con pendiente) y aceleración (constante, recta horizontal) en el caso concreto de la caída
libre (con velocidad inicial nula).
El movimiento MRUA, como su propio nombre indica, tiene una aceleración constante, cuyas
relaciones dinámicas y cinemáticas, respectivamente, son:
(1)
En el movimiento rectilíneo acelerado, la aceleración instantánea es representada como la
pendiente de la recta tangente a la curva que representa gráficamente la función v(t).
La velocidad v para un instante t dado es:
(2a)
siendo
la velocidad inicial.
Finalmente la posición x en función del tiempo se expresa por:
(3)
donde
es la posición inicial.
Además de las relaciones básicas anteriores, existe una ecuación que relaciona entre sí el
desplazamiento y la rapidez del móvil. Ésta se obtiene despejando el tiempo de (2a) y
sustituyendo el resultado en (3):
(2b)
Movimiento rectilíneo uniforme
Movimiento rectilíneo uniforme. Representación gráfica de la posición, velocidad y
aceleración de un móvil en función del tiempo.
Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme
cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos
referimos a él mediante el acrónimo MRU.
El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:

Movimiento que se realiza sobre una línea recta.

Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.

Aceleración nula.
Características
La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad media (velocidad o
rapidez) por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es
rectilínea, con tal que la rapidez o módulo de la velocidad sea constante llamado movimiento
de un cuerpo.
Al representar gráficamente la velocidad en función del tiempo se obtiene una
recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además, el área bajo la recta producida representa
la distancia recorrida.
La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta
cuya pendiente se corresponde con la velocidad.
Ecuaciones del movimiento
Sabemos que la velocidad
La posición
es constante; esto significa que no existe aceleración.
en cualquier instante
viene dada por:
Aplicaciones
En astronomía, el MRU es muy utilizado. Los planetas y las estrellas NO se mueven en
línea recta, pero la que sí se mueve en línea recta es la luz, y siempre a la
misma velocidad.
Entonces, sabiendo la distancia de un objeto, se puede saber el tiempo que tarda la luz
en recorrer esa distancia. Por ejemplo, el sol se encuentra a 150.000.000 km. La luz, por
lo tanto, tarda 500 segundos (8 minutos 20 segundos) en llegar hasta la tierra. La realidad
es un poco más compleja, con la relatividad en el medio, pero a grandes rasgos podemos
decir que la luz sigue un movimiento rectilineo uniforme.
Hay otras aplicaciones a disciplinas tales como la criminalística. En esta disciplina,
muchas veces es necesario averiguar desde donde se efectuó un disparo. Las balas, al ir
tan rápido, tienen una trayectoria bastante recta (siempre se desvían hacia el suelo pero
si la distancia es corta es trivial), y no disminuyen mucho la velocidad, por lo tanto se
pueden calcular datos usando MRU.