Comprender las gráficas de movimiento: dar descripciones cualitativas

No hay matemáticas hoy

Para algunos de ustedes, tengo buenas noticias. Esta lección de cinemática no incluirá números ni matemáticas. En este punto, debe saber cómo realizar todos los cálculos necesarios con las gráficas Posición vs. Tiempo y Velocidad vs. Tiempo . Ahora, vamos a ver qué podemos averiguar con solo mirar las formas de estos gráficos, no se requieren números.

Gráficos cualitativos

Si te muestro dos gráficos de Posición vs. Tiempo diferentes y te pido que me digas cuál representa un objeto que viaja a una velocidad constante, no deberías tener problemas para descifrarlo.

Después de todo, este gráfico muestra que la posición y el tiempo cambian a un ritmo constante. El segundo gráfico muestra un objeto que no se mueve. Si fuera necesario, podría calcular las pendientes de los gráficos y darme la velocidad. Pero, ¿y si elimino todos los números? ¿Todavía puedes elegir la gráfica de velocidad constante? Por supuesto que puede. El gráfico aún muestra la posición y el tiempo cambiando a un ritmo constante, aunque eliminé los valores reales.

Lo que acaba de hacer es realizar una evaluación cualitativa del gráfico y utilizarlo para describir el movimiento del objeto. Con las gráficas cualitativas se describe el movimiento de un objeto reconociendo las formas básicas en su gráfica, no a través de cálculos exactos.

La mejor manera de proceder es observar las siete formas básicas de los gráficos de velocidad versus tiempo y posición versus tiempo . Al final, deberías ser capaz de reconocer rápidamente lo que sucede en cada gráfico, cómo se ve un tipo específico de movimiento en ambos tipos de gráficos y cómo dibujar un tipo de gráfico si se le da el otro tipo. Vamos a sumergirnos.

Formas gráficas básicas

Aquí está el # 1.

1: El objeto no se mueve.

Como puede ver, la posición no cambia en el primer gráfico y la velocidad es 0 m / s en el segundo. Aquí, simplemente estás quieto.

2: El objeto se mueve a velocidad constante en dirección positiva.

Aquí, la posición y el tiempo están cambiando a un ritmo constante, hacia arriba. El gráfico de velocidad es horizontal, por encima del eje del tiempo. Ahora, estás caminando a paso firme hacia adelante.

3: El objeto se mueve a velocidad constante en dirección negativa.

Estos gráficos son lo opuesto al n. ° 2. La posición cambia constantemente hacia abajo. La velocidad es una línea horizontal debajo del eje del tiempo. De regreso al punto de partida, decides caminar hacia atrás a un ritmo constante.

4: El objeto acelera (o acelera) en la dirección positiva.

El gráfico Posición vs. Tiempo muestra un objeto que se mueve más rápido a medida que pasa el tiempo, dibujado como una curva. El gráfico de velocidad aumenta constantemente, en línea recta. Una velocidad constante ya no lo cortará. Empiezas a caminar lentamente, pero te mueves más rápido de manera constante hasta que corres hacia adelante.

5: El objeto se ralentiza en la dirección positiva.

Estos gráficos muestran lo opuesto al # 4. El cambio de posición disminuye con el paso del tiempo. La velocidad disminuye constantemente. Esta vez, ya está corriendo hacia adelante al principio, pero reduce gradualmente la velocidad hasta detenerse.

6: El objeto se ralentiza en la dirección negativa.

Este puede ser un poco más difícil de entender. La posición está cambiando hacia atrás, hacia el punto de partida y la velocidad general es cada vez más lenta. Para mí, esto es más fácil de ver en el gráfico de velocidad. La velocidad disminuye hacia 0 m / s. Dado que el gráfico está por debajo del eje del tiempo, el vector es negativo, lo que significa que el objeto se mueve hacia atrás. Comenzando a varios metros del punto de partida fijo, corre hacia atrás hacia él. No puede correr por mucho tiempo y comenzar a disminuir gradualmente hasta que deje de moverse.

7: El objeto se acelera en dirección negativa.

Estos gráficos son lo opuesto al n. ° 6. La posición cambia al revés más rápido a medida que pasa el tiempo. Nuevamente, para mí esto es más fácil de ver en el gráfico de velocidad. La velocidad está aumentando, pero como la línea está por debajo del eje del tiempo, la velocidad está aumentando en la dirección negativa. Nuevamente, a varios metros del punto de partida fijo original, decides regresar. Esta vez empiezas a caminar, pero aceleras a correr mientras te diriges hacia atrás.

Resumen de la lección

Revisemos. La cinemática se puede representar visualmente mediante gráficos. Los gráficos de velocidad frente a tiempo y posición frente a tiempo son los más comunes. Una vez que se familiarice con estos gráficos, puede comenzar a identificar tendencias sin usar números ni hacer cálculos matemáticos. Las observaciones cualitativas se basan en su capacidad para seleccionar estas formas básicas y utilizarlas para describir el movimiento del objeto que se está graficando.

Hay siete formas básicas con las que debería familiarizarse. Recomiendo mirar muchos gráficos hasta que se sienta cómodo con todas las combinaciones posibles de movimiento.

Los resultados del aprendizaje

Estudie los detalles de esta lección para mejorar su capacidad para:

• Hacer observaciones cualitativas mirando gráficas
• Describe las siete formas básicas de gráficas con las que deberías estar familiarizado.