24/09/2020
El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) es un concepto fundamental en física que describe el movimiento de un objeto a lo largo de una línea recta con velocidad constante. Esto significa que la velocidad del objeto no cambia en magnitud ni en dirección a lo largo del tiempo. Comprender su representación gráfica es crucial para analizar y predecir su comportamiento.
Características del Movimiento Rectilíneo Uniforme
Las características clave del MRU son:
- Trayectoria Rectilínea: El objeto se mueve a lo largo de una línea recta.
- Velocidad Constante: La velocidad del objeto permanece constante en magnitud y dirección. Esto implica que la aceleración es cero.
- Desplazamiento Uniforme: El desplazamiento del objeto es directamente proporcional al tiempo transcurrido.
Representación Gráfica del MRU
El MRU se puede representar gráficamente de dos maneras principales:
Gráfica de Posición vs. Tiempo
En esta gráfica, se representa la posición del objeto (s) en el eje vertical y el tiempo (t) en el eje horizontal. Para un MRU, la gráfica resultante es una línea recta con una pendiente positiva (si la velocidad es positiva) o negativa (si la velocidad es negativa). La pendiente de la recta representa la velocidad del objeto.
Ejemplo: Si un objeto se mueve a una velocidad constante de 5 m/s, la gráfica de posición vs. tiempo mostrará una línea recta con una pendiente de
| Tiempo (s) | Posición (m) |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 1 | 5 |
| 2 | 10 |
| 3 | 15 |
Gráfica de Velocidad vs. Tiempo
En esta gráfica, se representa la velocidad del objeto (v) en el eje vertical y el tiempo (t) en el eje horizontal. Para un MRU, la gráfica resultante es una línea recta horizontal, ya que la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo. El valor de la velocidad se representa por la altura de la línea horizontal.
Ejemplo: Si un objeto se mueve a una velocidad constante de 10 m/s, la gráfica de velocidad vs. tiempo mostrará una línea recta horizontal a una altura de
| Tiempo (s) | Velocidad (m/s) |
|---|---|
| 0 | 10 |
| 1 | 10 |
| 2 | 10 |
| 3 | 10 |
Ecuaciones del Movimiento Rectilíneo Uniforme
La ecuación fundamental que describe el MRU es:
s = s 0 + vt
Donde:
- s representa la posición final del objeto.
- s0 representa la posición inicial del objeto.
- v representa la velocidad constante del objeto.
- t representa el tiempo transcurrido.
Esta ecuación permite calcular la posición del objeto en cualquier instante de tiempo, conociendo su posición inicial y su velocidad.
Ejemplos de Movimiento Rectilíneo Uniforme
Algunos ejemplos del entorno real que se aproximan al MRU incluyen:
- Un coche viajando a velocidad constante por una autopista recta.
- Una pelota rodando por una superficie horizontal sin fricción.
- Un objeto en caída libre en el vacío (despreciando la resistencia del aire).
Sin embargo, tener en cuenta que en la realidad, es difícil encontrar ejemplos perfectos de MRU debido a la presencia de fuerzas como la fricción o la resistencia del aire que afectan la velocidad del objeto.
Resolución de Problemas de MRU
Para resolver problemas de MRU, es fundamental identificar las variables conocidas y desconocidas, y aplicar la ecuación fundamental del MRU o sus variantes. A menudo, es necesario realizar conversiones de unidades para asegurar la consistencia en los cálculos.
Ejemplo 1:
Un coche circula a velocidad constante de 22 m/s. ¿Qué distancia recorrerá en 1800 segundos?
Solución: Utilizando la ecuación s = s 0+ vt, con s 0= 0, v = 22 m/s y t = 1800 s, obtenemos:
s = 22 m/s 1800 s = 39960 m
Ejemplo 2:
Dos corredores parten de los extremos opuestos de una carretera recta de 10 km de longitud. El corredor A corre a 15 km/h y el corredor B a 18 km/h. ¿Cuánto tiempo tardan en encontrarse y a qué distancia del punto de partida de A?
Solución: Este problema requiere un análisis más detallado. Primero, debemos considerar que las velocidades son en sentidos opuestos. Al establecer un sistema de referencia y plantear las ecuaciones de movimiento para ambos corredores, la resolución del tiempo de encuentro implica resolver la ecuación resultante de la igualdad de sus posiciones.
La distancia que recorre el corredor A hasta el encuentro se puede calcular sustituyendo el tiempo de encuentro en la ecuación de su posición.
Este tipo de problemas ilustran la utilidad de la representación gráfica del MRU para visualizar la solución.
Consultas Habituales sobre el Movimiento Rectilíneo Uniforme
Algunas de las consultas más frecuentes sobre el MRU incluyen:
- ¿Cómo se calcula la velocidad en el MRU?
- ¿Qué es la aceleración en el MRU?
- ¿Cómo se representa gráficamente el MRU?
- ¿Qué son las ecuaciones del MRU?
- ¿Qué diferencia hay entre MRU y MRUA?
Entender la representación gráfica del MRU y la ecuación fundamental son las claves para resolver cualquier problema relacionado con este tipo de movimiento.
Tabla Comparativa: MRU vs. MRUA
| Característica | Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) | Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA) |
|---|---|---|
| Velocidad | Constante | Variable |
| Aceleración | Cero | Constante |
| Gráfica Posición-Tiempo | Línea recta | Parábola |
| Gráfica Velocidad-Tiempo | Línea horizontal | Línea recta con pendiente |
El movimiento rectilíneo uniforme, con su representación gráfica sencilla y sus ecuaciones claras, es un concepto fundamental para comprender movimientos más complejos en física.