CientíficosGrados 9–11⏱ 20 min

Movimiento rectilíneo

Conduce un auto con una velocidad inicial y aceleración constante. Las gráficas de posición, velocidad y aceleración se mueven juntas, y el área bajo v–t es el desplazamiento.

Estándares: HS-PS2-1HSF-IF.B.6

1Pregúntate

Un conductor ve un semáforo en rojo y frena fuerte. ¿Cuánto avanza el carro antes de detenerse? Los ingenieros usan las mismas tres gráficas que vas a construir para diseñar calles seguras.

2Explora

Laboratorio de gráficas de movimiento

Esta actividad necesita una pantalla más grande

Gira el teléfono o abre esta lección en una tableta o computadora. La explicación y el cuestionario de abajo funcionan aquí.

0204060posición x (m)velocidad v (m/s)aceleración a (m/s²)0 s2 s4 s6 s8 st = 8 sv = v₀ + at= 2 + 1,5 × 8 = 14 m/sx = v₀t + ½at²= 64 márea = desplazamiento = 64 mSillyChili
Prueba esto
  • Pon a = 0. ¿Cómo se ven las gráficas x–t y v–t?
  • Ahora dale al carro una aceleración positiva. ¿Por qué la gráfica x–t se curva hacia arriba?
  • Pon v₀ = 10 m/s y a = −2,5 m/s². ¿Cuándo se detiene el carro? ¿Y después qué pasa?
  • Arrastra el control del tiempo. Compara el área sombreada bajo v–t con la posición x.

3Entiende

0xvaSillyChili
Paso 1 de 5

Posición, velocidad, aceleración

La posición x es dónde está el carro. La velocidad v dice qué tan rápido cambia su posición, con dirección. La aceleración a dice qué tan rápido cambia la velocidad.

Aceleración constantev=v0+a tx=x0+v0 t+12a t2\begin{aligned} v &= v_0 + a\,t \\ x &= x_0 + v_0\,t + \tfrac12 a\,t^2 \end{aligned}

La velocidad es la pendiente de x–t, la aceleración es la pendiente de v–t y el área bajo v–t es el desplazamiento.

4Practica

Pregunta 1 de 5

Un carro empieza a 4 m/s y acelera a 2 m/s². ¿Cuál es su velocidad después de 3 s?

m/s

5Resumen

  • La velocidad es la pendiente de la gráfica x–t; la aceleración es la pendiente de la gráfica v–t.
  • Con a constante: v = v₀ + at y x = x₀ + v₀t + ½at².
  • El área bajo v–t es el desplazamiento.
  • Aceleración negativa con velocidad positiva significa frenar.