Etiqueta: Cinemàtica

Un dels fenòmens més elementals que es produeixen en la naturalesa és el moviment.

La branca de la física que estudia el moviment s’anomena cinemàtica.

• Però què significa moviment? Pensa una miqueta.

Per exemple, si estàs adormit al vagó d’un tren i el tren va cap a Barcelona, t’estàs movent? I una roca clavada a terra, que es mou?

Ara mira’t aquesta imatge:

S’ha mogut alguna fitxa? Com ho saps?

Fem una mica de debat a classe.

Com hem deduït després de pensar una estoneta a l’entrada anterior, el moviment és el canvi de posició d’un cos en transcórrer el temps.

Del cos que es mou o té capacitat de moure’s en direm mòbil.

Però a l’entrada anterior també hem parlat sobre si una pedra clavada a terra es mou o bé si una persona adormida en un tren que va cap a Barcelona, està en moviment.

Doncs la resposta és que tot, tot, tot, es mou.

Ho entendràs amb un exemple. Queda’t en repòs, sense moure’t….. Ara et pregunto si et mous: Estàs en moviment? . Segurament respondràs que no. I és veritat. No et mous respecte del terra que tens als peus, o per algú que t’observi prop teu…. Però també estàs en moviment. Algú que t’observés des de la Lluna et veuria donant voltes a gairebé 1600 km/h!… I si algú et pogués observar des d’una gal·làxia propera et veuria desplaçant-te amb la Terra a una  velocitat aproximada de 106.000 km/h.

Per tant, això de moure’s és relatiu. Això significa que necessitem un  sistema de referència a l’hora de saber si un cos està en  moviment o en repòs: podem considerar que  un cos es mou respecte a un punt de referència, i en canvi pot estar en repòs si prenem un altre punt.

A partir d’ara nosaltres agafarem com a referència per saber si alguna cosa es mou o no, el nostre planeta, excepte si indiquem el contrari. És a dir, qualsevol cos unit a la Terra en una posició fixa, com un edifici, una carretera, etc.

Per tant, si estàs adormit en un vagó de tren que va cap a Barcelona, estàs en repòs (sense moviment) respecte el seient i la finestra del tren però en moviment respecte el paissatge.

Ara que ja sabem que per saber si un cos es mou s’ha de tenir un sistema de referència, practica contestant a les següents preguntes a la teva llibreta:

1- Indica quin és el sistema de referència del moviment que es menciona en cadascuna de les frases següents:

a) La Terra es mou al voltant del Sol.

b) Una llanxa s’acosta a un transatlàntic.

c) El tren està corrent molt.

2- Un passatger d’un tren que circula a gran velocitat afirma que “els arbres passen molt de pressa per la finestra”. És correcta aquesta afirmació? Quin sistema de referència utilitza el passatger del tren?

La trajectòria descriu el camí que fa un cos quan es mou per l’espai, i està formada pel conjunt de punts per on passa el mòbil quan fa un moviment.

Aquests camins poden tenir formes molt diverses però es poden classificar en dos grans grups:

1. Trajectòries rectilínies: Formen una recta.
2. Trajectòries curvilínies

2.1. Moviment circular: la trajectòria és una corba amb trajectòria circular

2.2. Moviment parabòlic: la trajectòria és una corva anomenada paràbola.

2.3. Moviment el.líptic: la trajectòria és una corba tancada anomenada                                         el.lípse.

Ara pensa un exemple de cadascun dels moviments que hem dit i que tingui un mòbil en concret.

Finalment, i per acabar d’entendre-ho, mira’t el següent enllaç.

Mira’t l’enllaç següent. Llegeix només quan hi ha una sola dimensió i fes l’exercici que el segueix.

Ho has entès? Si et queda algun dubte, demana-ho a la professora.

I ara, fes els exercicis següents a la teva llibreta:

1. Situa la posició dels diversos objectes sobre la recta graduada en cm. Pren el punt 0 com a origen del sistema de referència.

2.  Els següents pots són separats 15 cm entre sí. Escriu la seva posició amb una xifra i un signe positiu o negatiu segons el pot indicat es trobi a la dreta o a l’esquerra de l’origen del sistema de referència.

Imagina’t un mòbil que es trasllada amb moviment rectilini des de la posició inicial de 2m fins a la posició final de 7m.  Quan s’ha desplaçat? Segur que has arribat a la conclusió que s’ha desplaçat 5 m, i, per tant, has fet una resta. Efectivament el desplaçament,  s’obté restant al valor corresponent a la posició final, el valor corresponent a la posició inicial del mòbil. desplaçament = posició final – posició inicial Quan un mòbil es desplaça en sentit negatiu, el seu desplaçament també és negatiu. Si un mòbil fa diversos desplaçaments successius, el seu desplaçament total s’obtés sumant algebraicament els desplaçaments que ha dut a terme. Ara imagina que un mòbil fa una trajectòria circular i torna al seu punt de partida. Aleshores el desplaçament és zero, no? Però sabem que s’ha mogut! Si, perque la trajectòria no era igual a zero. I per la física, desplaçament i trajectòria (o també anomenada distància recorreguda) són conceptes diferents. El desplaçament només coincideix amb la trajectòria quan aquesta és rectilinia.

Observa aquesta animació.

Fes els següents exercicis a la teva llibreta per practicar el càlcul del desplaçament:

1- Calcula els desplaçaments dels punts següents:

2- Explica com han de ser els moviments següents o quines particularitats han de tenir per tal que:

a) La posició final tingui el mateix valor que el desplaçament.

b) La posició final sigui zero.

c) El desplaçament sigui nul tot i que no ho sigui la distància recorreguda.

3- A la figura següent apareixen les posicions en quilòmetres de cinc estacions d’una via fèrria.

Expressa el desplaçament fet pel tren de la il.lustració en cadascun dels casos següents:

a) Circula de l’estació B a la D.

b) Circula de l’estació C a la E.

c) Circula de l’estació D a la C.

d) Circula de l’estació E a la B.

e) Circula de l’estació A a la E, i després de la E a la C.

f) Circula de l’estació A a la D, i torna a la A.

Ara et demanarem que investiguis una miqueta. Has d’informar-te sobre el què és la velocitat, com es calcula i en quines unitats es dóna.

Un cop ho tinguis, pensa una miqueta:

• Si diem que un automòbil ha fet un recorregut a una velocitat mitjana de 80 Km/h, això significa que s’ha mantingut tota l’estona  a la mateixa velocitat?
• Què significa això de velocitat mitjana?
• Quina creus que és la diferència entre velocitat mitjana i velocitat instantània?

Anota-ho  a la teva llibreta i ho comentem a classe.

Ara que ja saps què és la velocitat, et proposem la qüestió següent:

Imagina dos automòbils, A i B, que es mouen en sentits contraris. La velocitat d’A, que es desplaça en sentit positiu, és de 20 m/s. Com que B es mou en sentit contrari, la seva velocitat s’ha de considerar negativa, de -20 m/s. Per consegüent, les velocitats d’A i B són diferents , ja que tenen signe diferent. Però es pot dir que tots dos mòbils van igual de ràpid.

Per tant:

1- Quina és la rapidesa d’aquests automòbils? Pista: La definició de rapidesa és el valor absolut de la velocitat.

2- Pot ser negativa una rapidesa?

3- És correcte dir que els dos automòbils es mouen a la mateixa “velocitat”?

Fes els següents exercicis a la teva llibreta per comprovar el què has après:

1- Les velocitats de quatre mòbils són els següents:

Mòbil A = 15 m/s                             Mòbil B = -12 m/s

Mòbil C = -20 m/s                           Mòbil D = 8 m/s

Ordena els mòbils de menor a major.

a) Segons la velocitat.

b) Segons la rapidesa.

2- Calcula a quina velocitat va Usain Bolt, l’home més ràpid del món que el 2009 feia 100 metres amb 9,58 ssegons.

3- Relaciona les velocitats amb el moviment que s’hi adigui més:

a) persones                                                  1) 10 Km/h

b) tren                                                          2) 1 m/s

c) cargol                                                       3) 3 Km/ min

d) nau espacial                                            4) 10 m/s

e) cavall                                                       5) 3 mm/s