miércoles, 11 de diciembre de 2013

Proyecto Interdiciplinario.

Bachillerato General Oficial Miguel Hidalgo Y Costilla
Proyecto:
Movimiento Rectilíneo Uniforme
Docentes:
Bañuelos Lozano Cecilia
García Dolores Sandra
Lara  Camacho Guadalupe
Martínez Castelán Santiago
Alumnos: 2° "E"
González Castro Chrystian Francisco
Fernández Sánchez César
Martínez Baez Araceli
Mayen Ibáñez Estela
Morales Gil Isadora Analy
Osorio Torres Frida
Palacios Ortega Omar Daniel
Ciclo Escolar:
2013-2014






ÍNDICE
Apartado I
Planteamiento del problema
Objetivo
Justificación
Apartado II
¿Qué es el MRU?
Conceptos básicos
Propiedades y características
Carácter vectorial de una fuerza
Representación gráfica
Expresiones para el MRU
Mapa conceptual

Apartado III
Ejercicios
Conclusión
Bibliografía
Glosario







Apartado 1

Planteamiento del problema
El problema a resolver en este proyecto es conocer en que consiste el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y como se efectúa.
Del mismo modo nos gustaría aprender sobre las ecuaciones/formulas que nos permitan resolver problemas prácticos acerca del tema, y al mismo tiempo involucrarnos con las magnitudes que influyen en la resolución de estos dichos ejercicios.
Además queremos conocer las características del M. R. U. y los conceptos básicos que este proyecto implica. Por otra parte queremos aprender su resolución tanto física como gráfica plasmada en un plano cartesiano.
Por otra parte necesitamos comprender la influencia de la velocidad y la aceleración, así como de la distancia y el desplazamiento en la elaboración de nuestro ejercicio a tratar.
Por último lo que más deseamos aprender son sus propiedades, características y su aplicación en nuestra vida cotidiana.






Objetivo

En este proyecto pretendemos conocer sobre el movimiento rectilíneo uniforme en general, saber realizar cálculos más certeros, y a su vez resolver problemas de manera fácil, rápida y correcta.
Además se busca el relacionar y observar que la física y la geometría están firmemente ligadas desde problemas difíciles de encontrar hasta problemas de lo más comunes.
También se pretende resolver algunas dudas acerca de la vida cotidiana a través de resoluciones que tengan relación con el tema de movimiento rectilíneo uniforme.







Justificación
El proyecto de movimiento rectilíneo uniforme se realiza con la finalidad de aprender a resolver problemas de este tipo. Es importante resaltar este tema ya que esperamos beneficios como el conocimiento mediantes estas asignaturas.
Este proyecto nos ayuda y beneficia en la vida cotidiana para comprender algunas cosas o movimientos de objetos, teniendo en cuenta que la física a igual que la geometría son ramas de las matemáticas y siempre las llevaremos día con día para saber un poco más y para ver el mundo desde otra perspectiva.
Para finalizar este proyecto tiene la finalidad de darnos a conocer y comprender los cambios de movimiento a través de formulas físicas y geométricas.

Apartado 2


Movimiento Rectilíneo Uniforme
¿Qué es el MRU?

“El Movimiento Rectilíneo Uniforme es un movimiento con trayectoria rectilínea y su velocidad es constante.
De acuerdo con la primera ley de Newton toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.”1

En un movimiento rectilíneo uniforme, la trayectoria es en línea recta. El móvil recorre distancias iguales en tiempos iguales y mantiene la misma dirección y sentido de movimiento.

Esto implica que la velocidad media entre dos instantes cualesquiera siempre tendrán el mismo valor. Además la velocidad instantánea y media de este movimiento coincidirán.




1PAUL E. Tippens, “Conceptos y aplicaciones de la física”, Porrua, México DF, sexta edición, 2010, p. 62.

 
 



Conceptos Básicos
Para realizar un problema sobre movimiento rectilíneo uniforme es necesario saber los conceptos de las características que influyen en la resolución de estos problemas. Como lo son: movimiento, velocidad, tiempo, distancia y desplazamiento.

Movimiento
Cuando decimos que un objeto se encuentra en movimiento, interpretamos que su posición está variando respecto a un punto considerado fijo al transcurrir el tiempo.



Velocidad
“Es la magnitud física que muestra y expresa la variación en cuanto a posición de un objeto y en función del tiempo.”2
Es la distancia recorrida por un objeto en una unidad de tiempo. Pero además del tiempo, para definir la velocidad de desplazamiento de un objeto, será preciso tener en cuenta también la dirección y el sentido del desplazamiento. Por lo tanto, las unidades para definir la velocidad se fundamentan tanto en parámetros de distancia (metros, centímetros, kilómetros) como en variables relacionadas con el tiempo (segundos, minutos).
Según el lapso de tiempo recorrido, la velocidad puede ser de diversos tipos: media, instantánea y relativa.   

2TIPLER Mosca, “Física ciencia para todos”, reverte, México DF,  2009, volumen 1,  p. 10.
       

Velocidad instantánea:
nos permite conocer la velocidad de un objeto que se mueve por determinado trayecto con la especial característica que el lapso de tiempo es infinitamente pequeño, siendo también el espacio que recorre muy pequeño, representándonos tan solo un punto de la mencionada trayectoria.
 Velocidad relativa: entre dos observadores surgirá del valor de la velocidad de un observador medida por el otro.

Tiempo
“El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación.”3
Es el periodo en el que transcurre una acción definida. Representan la duración de las cosas que transcurren, y se miden en segundos o sus derivados (minutos, horas).


Distancia y desplazamiento.
“La distancia es el trayecto espacial  o el periodo temporal que separa dos acontecimientos o cosas. En el campo de la física, se conoce como distancia a la magnitud escalar que puede reflejarse en unidades de tiempo o longitud.”4
“En física  se utiliza el término desplazamiento para referirse al camino que recorre un objeto, teniendo en cuenta el punto de partida, su posición final y el tiempo en el que desarrolló dicho trayecto.”5



3MICHIU Kaku, “La física del futuro”, debate, Estados Unidos, primera edición, 2009, p. 18.
4-5BUFA Wilson, “Física”, Pearson, México, quinta edición, 2003,  p. 106.

 

La distancia es una magnitud escalar, ya que sólo interesa saber cuál fue la magnitud de la longitud recorrida por el móvil durante la trayectoria seguida, sin importar en que dirección lo hizo. Mientras que el desplazamiento es una magnitud vectorial, ya que corresponde a una distancia medida en una dirección en particular entre dos puntos: el de partida y el de llegada.



Propiedades y características
La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la 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.
Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente hayamos adoptado como positivo.
“De acuerdo con la Primera Ley de Newton, toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza externa que actúe sobre el cuerpo, dado que las fuerzas actuales están en equilibrio, por lo cual su estado es de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme”.6 Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas, por lo que en el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) es difícil encontrar la fuerza amplificada.



6ANTÓN B. Jose Luis, “Física y química”, México DF, cuarta edición, 21 de julio 2004, Editex, p. 226.

 
 


Carácter Vectorial de la fuerza.

Toda fuerza está representada por magnitudes vectoriales, las que en el plano cartesiano son flechas. Cada vector tiene cuatro características que son:
Dirección de la Fuerza: corresponde a la recta en que se mueve dicha fuerza ya sea este u oeste.
Sentido de la Fuerza: indica hacia dónde se mueve la fuerza, puede ser arriba, abajo, izquierda o derecha. Se representa por la punta de la flecha.

Magnitud del Desplazamiento: es la medida escogida para la representación de la fuerza en el plano.
Punto de partida de la Fuerza: lugar dónde partirá la fuerza.





martes, 10 de diciembre de 2013

Apartado 3

El problema a resolver será el siguiente:
Hudson ira a buscar a su amiga Neliel a su casa a las 4:00 pm. Y para ello le menciono las siguientes instrucciones para llegar a su casa:
Primero tendría que caminar en dirección este hasta llegar al reductor de velocidad.
Posteriormente seguir caminando y dejando atrás el reductor de velocidad.
Y justo a los 100m de sobrepasar el reductor de velocidad se encontraba su casa.
Hudson llegó y bajo en la estación del autobús, cuando volteo a este, noto que se encontraba un letrero justo enfrente, que decía: “reductor de velocidad a 400m”. Miro la hora en su reloj y marcaban las 3:30 pm fue entonces cuando decidió sentarse en la banca de las estación a esperar, y recordó que el día anterior su primo probó una pistola medidora de velocidad con la cual comprobó que su velocidad al caminar es de, 3Km/H, así que Hudson se plateó la siguiente pregunta: ¿A qué hora tendré que partir de aquí para llegar a las 4:00pm a la casa de Neliel justo a las 4:00 pm?

El primer paso será analizar el problema y recabar los datos que nos mencionan en el:
1.    Sabemos que la casa de Neliel se encuentra a 100m. después del reductor de velocidad  y que, de donde se encuentra parado hay un letrero indicando que el reductor está a 400m. de sonde se encuentra, entonces lo que tenemos que hacer es sumar estos datos para que nos den el total de la distancia que se planea recorrer (hay que tener en cuenta que el reductor de velocidad o “tope” solo es un punto de referencia, el cual no afecta ya que Hudson estará caminando sobre la acera y no afectara su velocidad).

Entonces:

Distancia total a la casa de Neliel = 400m. + 100m. eso de un total de:

d=500m.

2.    Si se sabe que la velocidad es igual a la distancia sobre el tiempo:
v=d/t y lo que deseamos buscar es el tiempo que tardara en recorrer los 500m. tendremos que despejar la ecuación anterior para calcular el tiempo:

v=d/t Entonces: t=d/v
3.    En el problema nos menciona que Hudson tiene una velocidad al caminar de 3k/h, ahora tendremos que realizar una doble conversión de unidades para que con ello se puedan realizar las operaciones correspondientes con las unidades respectivas e iguales. Para este caso será el convertir los k/h a m/s. Y así poder después sustituirlos en la ecuación.

Para ello se colocaran los valores que se quieren convertir después la equivalencia de la primera unidad que se quiere convertir en este caso se buscan la equivalencia del kilómetro en metros y después la equivalencia de la segunda unidad que se desea transformar que es de horas a segundos eliminamos las unidades no requeridas que son el kilómetro y las horas dejando así los metros y los segundos dando como resultado lo siguiente.



4.    Una vez obtenidos los datos anteriores tenemos que colocarlos en nuestra ecuación para poder calcular el tiempo y resolverla, eliminando los datos no necesarios en este caso los metros ya que buscamos un tiempo y este se calcula en segundos a lo que se observará el siguiente resultado:





5.    Como el resultado obtenido fue en segundos lo que se hará ahora será el convertirlos a minutos por comodidad y mejor manejo de la información teniendo en cuenta que 60 segundos son iguales a 1 minuto:

1 minuto = 60 segundos. Entonces:

 donde “x” representa los minutos que equivalen en 602.40seg. y eliminando los segundos ya que nuestro resultado lo buscamos en minutos, Dando como resultado:




6.    Después de obtener los minutos tendremos que convertir el decimal que nos sale en los minutos a segundos para saber exactamente cuantos minutos con cuantos segundos tardara en llegar a su destino, en esta ocasión “x” representara los segundos que existen en 0.04 minutos y eliminando las unidades innecesarias que ahora son los minutos ya que buscamos que la unidad de nuestro resultado sea en segundos.




7.    Una vez obtenidos todos los datos y haciendo las conversiones necesarias podemos concluir que Hudson tardara 10 minutos con 2.4 segundos en llegar de la estación del autobús a la casa de Neliel pero para saber en qué momento tiene que partir solo queda por hacer una resta entre la hora de la cita y el tiempo que tardara en llegar a las casa de Neliel. Y se hará de la siguiente manera.

hrs:min:seg
_04:00:00
  00:10:02.4
  03:40:58.6

Así que Hudson tendrá que partir de la estación del bus a las 3:40:58pm para llegar con Neliel a las 4:00:00pm


Una vez obtenidos los  resultados anteriores Hudson incluso podrá saber que distancia abra recorrido cada minuto que camina y en qué momento llegara al reductor de velocidad y para ello el tendrá que hacer la siguiente tabulación con su respectiva gráfica  y la ecuación necesaria que se mostrara a continuación:

      Tabla sin resolver                     Tabla resuelta

Tiempo
distancia
1min

2min

3min

4min

5min

6min

7min

8min

9min

10min

Tiempo
distancia
1min
49.08m
2min
99.60m
3min
149.40m
4min
199.20m
5min
249.00m
6min
298.80m
7min
348.60m
8min
398.40m
9min
448.20m
10min
498.00m
                 
















Conclusión
Al finalizar el proyecto hemos llegado a la conclusión que el movimiento rectilíneo uniforme influye en ciertos aspectos de la vida diaria así como la relación entre la física y la geometría en la resolución de problemas ligados con la velocidad, tiempo, distancia, desplazamiento y movimiento.
De la misma manera hemos aprendido a solucionar ejercicios de forma analítica y gráfica de este tema en particular de manera ordenada y concisa.
Nosotros desarrollamos la habilidad de plasmar nuestros problemas mediante formulas, gráficas y poder explicarlos teórica y detalladamente con nuestras propias palabras y a su vez de forma  entendible.
También podemos decir que sabemos con cierta exactitud que tipo de formulas utilizar para resolver las problemáticas planteadas.
En este proyecto con la ayuda de la materia Taller de lectura y redacción aprendimos a trabajar en equipo de manera ordenada y a realizar un proyecto de manera adecuada, organizada y formal, y con la materia de Informática aprendidos a presentar nuestro trabajo de diferentes formas con ayuda de blogs y wikis.
Finalmente comprendimos que estas materias las llevamos día con día y sin querer nos ayudan a resolver ejercicios/problemas que la vida en cuestión nos pone y desarrollarlos al mismo que los solucionamos con ayuda de estos elementos.








Bibliografía
PAUL E. Tippens, “Conceptos y aplicaciones de la física”, Porrua, México DF, sexta edición, 2010, p. 62.



PAUL E. Tippens, “Conceptos y aplicaciones de física”, Porrua, México DF, septima edición, 2011, p.  59.

TIPLER Mosca, “Física ciencia para todos”, Reverte, México DF, 2009, volumen 1, p. 10.

MICHIU Kaku, “La física del futuro”, Debate, Estados Unidos, primera edición, 2009, p. 18.

BUFA Wilson, “Física”, Pearson, México, quinta edición, 2003, p. 106.

 TOLEDO C. Miguel Ángel, “Thomson”, Internacional Thomson Editores, México DF, sexta edición,  2005, p.  21.

ANTÓN B. Jose Luis, “Física y química”, Edix, México DF, cuarta edición, 2004, p. 226.

LÓPEZ V. Luis, “Temas de Física”, Club Universitario, México, primera edición, 2010, p. 46.

GARCÍA P. Ramón, “Larousse diccionario básico. Lengua española” Larousse, México, primera edición, 2006, p. 663.


Glosario
Magnitud: tamaño de un cuerpo. Importancia o cantidad.
Parámetro: cantidad distinta de la variable a la cual se puede fijar un valor numérico y que entra n la ecuación de algunas curvas, especialmente la parábola. Dato que considera fijo en el estudio de una cuestión.
Variable: Magnitud indeterminada que, en una relación o función, puede ser sustituida por diversos términos o valores numéricos (constantes).

Intervalo: distancia que hay de un tiempo a otro o de un lugar a otro. Espacio de tiempo.