¿Alguna vez te preguntaste cómo se mueve un auto a velocidad constante por la ruta o una persona caminando siempre al mismo ritmo? Para poder describir y predecir ese tipo de situaciones, los físicos desarrollaron modelos. Uno de los más simples y poderosos es el Movimiento Rectilíneo Uniforme, o MRU.
Este tipo de movimiento está íntimamente relacionado con la Primera Ley de Newton, también conocida como principio de inercia. Esta ley nos dice que un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si no actúan fuerzas sobre él o si las que actúan se equilibran. Por eso, el MRU es un modelo ideal para describir lo que sucede cuando no hay aceleración: ni se frena, ni se acelera, ni cambia de dirección.
Significa que la velocidad no cambia con el tiempo. Si un objeto se mueve 10 metros cada segundo, lo seguirá haciendo así mientras dure el movimiento. Esto nos permite usar una ecuación muy simple para relacionar el espacio recorrido con el tiempo:
Donde:
En este modelo, asumimos que el movimiento es en línea recta (rectilíneo) y que no hay ningún tipo de aceleración.
En Argentina es muy común usar la unidad kilómetro por hora (km/h), especialmente en contextos cotidianos como el tránsito o los vehículos. Sin embargo, en otros países como Estados Unidos, se utiliza con frecuencia la milla por hora (mi/h o mph).
En el ámbito de la física, especialmente en los problemas y publicaciones científicas, las unidades más utilizadas son:
Es importante poder pasar de una unidad a otra dependiendo del contexto y saber interpretar el valor que representa cada velocidad.
Como parte de este modelo, se elige un sentido positivo para poder usar números con signo que indiquen la dirección del movimiento. Por ejemplo, si decidimos que moverse hacia la derecha es positivo, entonces un desplazamiento de -30 m indica un movimiento de 30 metros hacia la izquierda. De la misma forma, si la velocidad tiene un valor negativo, como -2 m/s, eso nos indica que el móvil se mueve hacia la izquierda (siguiendo el mismo criterio).
Cuando el movimiento es vertical, también se define un sentido positivo, que por convención suele ser hacia arriba. Entonces, una velocidad negativa (por ejemplo, -15 m/s) indicará un movimiento hacia abajo, como el que realiza un objeto que cae libremente.
Esto es muy importante para interpretar correctamente los resultados y graficar los movimientos, ya sea en línea horizontal o vertical.
Martina sale de su casa y camina a paso constante hacia el kiosco, que se encuentra a 300 metros. Tarda 5 minutos en llegar.
Un tren viaja entre dos estaciones separadas por 18 km, manteniendo una velocidad constante de 60 km/h.
El siguiente video muestra cómo una burbuja sube por un tubo delgado. La distancia entre marcas es de 20 cm.
El colectivo 238 realiza un recorrido rectilíneo desde Merlo hasta Mariano Acosta. Recorre una distancia de 6 km en 12 minutos.
En el siguiente gráfico, se representa el movimiento de un robot autónomo en un depósito, que se desplaza sobre un riel para alcanzar los paquetes a despachar. El eje horizontal representa el tiempo (en segundos) y el eje vertical la distancia recorrida desde el punto de partida (en metros).
Con una placa Arduino se puede medir experimentalmente la velocidad del sonido. Para ello se utiliza un sensor de ultrasonido HC-SR04, que consta de un pequeño parlante piezoeléctrico y un micrófono. El sensor emite un pulso de sonido y mide el tiempo que tarda en recibir el eco reflejado por un objeto cercano.