Movimiento y rapidez
Movimiento y rapidez: cómo se describe lo que se mueve
Al terminar vas a poder decir cuándo un objeto está en movimiento y respecto a qué, calcular su rapidez con la distancia y el tiempo, y reconocer los movimientos que ocurren a tu alrededor.
Moverse es cambiar de lugar respecto a algo
Un objeto está en movimiento cuando cambia de posición respecto a un punto que tomamos como referencia. Ese punto se llama punto de referencia.
Y acá viene lo que sorprende: el movimiento depende de la referencia que escojás.
Vas sentado en un bus. Respecto al asiento, no te estás moviendo: seguís en el mismo lugar. Respecto a un poste de la calle, vas a 60 km/h. Las dos respuestas son correctas, porque las referencias son distintas. Por eso, antes de decir si algo se mueve, hay que decir respecto a qué.
Tres palabras que hay que separar bien:
| Palabra | Qué es | Ejemplo |
|---|---|---|
| Trayectoria | la línea que dibuja el objeto al moverse | la curva que hace una bola de fútbol en el aire |
| Distancia recorrida | cuántos metros recorrió en total, siguiendo esa línea | si diste dos vueltas a una pista de 400 m, recorriste 800 m |
| Rapidez | qué tan rápido lo hizo | 5 metros por segundo |
Las trayectorias pueden ser rectilíneas (una recta: un carro en la Interamericana en un tramo derecho), curvilíneas (una curva: una bola pateada), circulares (una vuelta completa: las aspas de un abanico) o de vaivén (ida y vuelta: un columpio).
La rapidez: distancia entre tiempo
La rapidez dice cuánta distancia se recorre en cada unidad de tiempo. Se calcula así:
rapidez = distancia ÷ tiempo
Si un ciclista recorre 30 kilómetros en 2 horas:
30 ÷ 2 = 15
Su rapidez es de 15 kilómetros por hora, que se escribe 15 km/h. Eso significa que, en promedio, cada hora avanzó 15 kilómetros.
Las unidades que más se usan son el metro por segundo (m/s), que es la del Sistema Internacional, y el kilómetro por hora (km/h), que es la de los carros y los buses.
Fijate en lo que dice la fórmula: para la misma distancia, menos tiempo quiere decir más rapidez. El que llegó primero fue el más rápido.
Rapideces para tener una idea:
| Qué | Rapidez aproximada |
|---|---|
| una persona caminando | 5 km/h |
| un perezoso | 0,2 km/h |
| una persona corriendo | 15 km/h |
| un carro en carretera | 80 km/h |
| el corredor más rápido del mundo | 37 km/h |
| un colibrí en vuelo | 50 km/h |
| un avión de pasajeros | 900 km/h |
| el sonido en el aire | 1 235 km/h |
| la luz | 300 000 km por segundo |
El movimiento casi nunca es parejo. Un bus que va de San José a Cartago no mantiene la misma rapidez todo el rato: acelera en la recta, frena en la presa, se detiene en la parada. Lo que se calcula con la fórmula es la rapidez promedio de todo el viaje. Cuando la rapidez no cambia, se dice que el movimiento es uniforme; cuando cambia, el objeto acelera si va ganando rapidez o desacelera si va perdiéndola.
El movimiento está en todas partes
El movimiento no es un tema de laboratorio: es una de las formas más visibles de los cambios que ocurren en el entorno todo el tiempo.
- En el cielo: la Tierra gira y se traslada, la Luna da vueltas alrededor de la Tierra, el Sol parece cruzar el cielo aunque el que se mueve sos vos.
- En el agua: los ríos bajan, las olas llegan, las mareas suben y bajan dos veces al día en Puntarenas.
- En el aire: el viento sopla, las nubes viajan, la lluvia cae.
- En la tierra: las placas de la corteza se mueven unos centímetros al año, y cuando se traban y se sueltan de golpe ocurre un temblor. El magma sube dentro del Arenal.
- En los seres vivos: los animales caminan, vuelan y nadan; tu corazón late; la sangre corre; las plantas crecen hacia la luz, que también es movimiento, solo que lentísimo.
- En lo que hacemos: los buses, los carros, las bicicletas, la gente caminando al colegio.
Hay movimientos tan rápidos que no los vemos, como el de las moléculas del aire, y movimientos tan lentos que tampoco, como el de un glaciar o el de una placa de la corteza. Que no se vea no quiere decir que no ocurra: casi nada en el entorno está realmente quieto.
Ejemplos resueltos
1. Un bus recorre 120 km de San José a Ciudad Quesada en 3 horas. ¿Cuál fue su rapidez promedio? Se aplica la fórmula: rapidez = distancia ÷ tiempo. 120 ÷ 3 = 40. Su rapidez promedio fue de 40 km/h. Es promedio porque en algunos tramos fue más rápido y en las curvas más lento.
2. Dos estudiantes corren 100 metros: Ana en 20 segundos y Luis en 25 segundos. ¿Quién fue más rápido y cuál fue la rapidez de cada uno? Misma distancia: el que tardó menos fue más rápido. Ana: 100 ÷ 20 = 5. Luis: 100 ÷ 25 = 4. Ana fue más rápida. Ana: 5 m/s; Luis: 4 m/s.
3. Un niño va sentado en el bus. ¿Está en movimiento o no? Depende del punto de referencia que se escoja. Respecto al asiento del bus no cambia de posición; respecto a un poste de la calle sí. Respecto al bus está en reposo; respecto a la calle está en movimiento. Por eso hay que decir siempre respecto a qué.
4. Una atleta da dos vueltas completas a una pista de 400 metros en 4 minutos. ¿Qué distancia recorrió y cuál fue su rapidez en metros por segundo? Primero la distancia: 400 × 2 = 800 m. Después el tiempo en segundos: 4 × 60 = 240 s. Y la rapidez: 800 ÷ 240 = 3,33. Recorrió 800 metros a una rapidez aproximada de 3,3 m/s.
Los errores que más se cobran
- Decir que algo se mueve sin decir respecto a qué. Parece innecesario, porque en la vida diaria la referencia es siempre el suelo. Pero sin referencia la afirmación no está completa: en el bus estás quieto y en movimiento al mismo tiempo, según con qué lo compares.
- Multiplicar en vez de dividir. El estudiante ve dos números, distancia y tiempo, y opera al azar. La rapidez es distancia entre tiempo: cuánto avanza en cada unidad de tiempo.
- Olvidar la unidad, o mezclarlas. Poner «la rapidez es 40» no dice nada, y dividir kilómetros entre segundos da un resultado sin sentido. Distancia y tiempo tienen que ir en unidades que combinen: km con horas, metros con segundos.
- Creer que el que corre más rato es el más rápido. Se confunde resistencia con rapidez. Para la misma distancia, más tiempo significa menos rapidez: el que tardó menos ganó.
- Confundir la trayectoria con la distancia recorrida. La trayectoria es la forma del camino; la distancia es cuánto se recorrió sobre él. Dos vueltas a la misma pista tienen la misma trayectoria, pero el doble de distancia.
Cómo acompañar en casa
Esta parte es para la persona que acompaña. No hace falta saber la materia: las respuestas van al lado.
Al terminar, el estudiante tiene que poder: decir cuándo algo está en movimiento y calcular su rapidez.
Tres preguntas para hacerle
- ¿Algo se mueve sin decir respecto a qué? → No: siempre hace falta un punto de referencia
- ¿Cómo se calcula la rapidez? → Distancia entre tiempo
- Un carro hace 120 km en 2 horas. ¿Qué rapidez lleva? → 60 kilómetros por hora
Si se traba. Si no dice respecto a qué, pregúntele si usted se mueve cuando van los dos en el mismo bus.
Cinco minutos en la casa. Midan cuánto tarda en caminar diez metros y que calcule su rapidez.
Clave de análisis
rapidez = distancia ÷ tiempo, y la unidad se arma con las dos: km/h o m/s. Antes de decir si algo se mueve, preguntá respecto a qué. Y para comparar quién fue más rápido en la misma distancia, ganó el que tardó menos.