Autor Tema: Diagrama de movimiento

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04 Mayo, 2025, 08:19 pm
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AveFenix

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Hola, literalmente soy nuevo en temas de física y  estoy trabajando con la función de posición:

$$
r(t) = -3t^3 + 2t \quad \text{(en el S.I.)}
$$

en el intervalo:

$$
-3 \leq t \leq 3
$$

Ya derivé para obtener la función velocidad:

$$
v(t) = \frac{dr}{dt} = -9t^2 + 2
$$

Luego construí el diagrama de movimiento,  donde para distintos valores de t coloco flechas sobre una recta de posición según el signo de la velocidad. Evalué:

$$
\begin{align*}
v(-3) &= -79 \quad (\text{←}) \\
v(-1{,}5) &= -18{,}25 \quad (\text{←}) \\
v(0) &= 2 \quad (\text{→}) \\
v(1) &= -7 \quad (\text{←}) \\
v(3) &= -79 \quad (\text{←})
\end{align*}
$$


Entonces entiendo que en t = 0, como la velocidad es positiva, la flecha debe ir  hacia la derecha (→).

Sin embargo, mi profesora colocó la flecha hacia la izquierda (←) en ese punto. Cuando dibujo la recta , la particula , los T0,T1,T2,T3,T4.

Que fueron en este caso en t(s) valores como -3,-1.5,0,1,3

Ya que el tema es relativamente nuevo, la profesora no se supo explicar bien pero segun entiendo la flecha debe ir en direccion segun la velocidad? osea si v(t)>0 entonces hacia la derecha, si v(t)<0 izq si v(t)=0 en reposo. Es correcto?

Ahora si lo fuera...  ¿Es correcto entonces decir que en t = 0, como v(0) > 0, el sentido del vector velocidad (y por lo tanto de la flecha en el diagrama) debe ser hacia la derecha?

Gracias por la orientación.

Estudiar Matemáticas se volvió una pasión, que me duele la cabeza ^^.
Nivel Principiante.

04 Mayo, 2025, 08:41 pm
Respuesta #1

manooooh

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Hola

Fija un sistema de referencia. Una vez fijado, las flechas te saldrán por sí solas ya que todo lo que vaya en el sentido de tu sistema de referencia será positivo; y si va al revés, será negativo.

Saludos

P.D. ¿Qué curso de física es? Porque una cúbica no suele ser lo más sencillo para empezar a estudiar física, sino que se estudia cinemática: MRU y MRUV ???

04 Mayo, 2025, 09:02 pm
Respuesta #2

AveFenix

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Hola

Fija un sistema de referencia. Una vez fijado, las flechas te saldrán por sí solas ya que todo lo que vaya en el sentido de tu sistema de referencia será positivo; y si va al revés, será negativo.

Saludos

P.D. ¿Qué curso de física es? Porque una cúbica no suele ser lo más sencillo para empezar a estudiar física, sino que se estudia cinemática: MRU y MRUV ???

Hola, gracias por tomarte el tiempo para responder.

Respecto a lo primero que mencionaste: sí, entiendo que al fijar un sistema de referencia (por ejemplo, positivo hacia la derecha), los signos de las velocidades determinan el sentido de las flechas en el diagrama de movimiento. Pero justamente por eso mi duda sigue siendo:

> ¿La profesora se equivocó al colocar flechas hacia la derecha cuando la velocidad seguía siendo negativa?

Porque eso no depende del sistema de referencia, osea si entiendo esa parte pero ahi depende de sino del signo de la velocidad en ese instante, y lo evalué con precisión. En t = 1, la velocidad es v(1) = -1, lo cual indica que el movimiento sigue siendo hacia la izquierda ( usando este sist de referencia), pero en clase se representó como si cambiara de dirección allí.

---

Sobre lo segundo que comentaste:

> "¿Qué curso de física es? Porque una cúbica no suele ser lo más sencillo para empezar..."

Estoy cursando Física I dentro de un profesorado de Matemáticas, y estamos comenzando la unidad de Cinemática. De hecho, sí estamos trabajando principalmente con MRU y MRUV, pero algunos ejercicios los planteamos con funciones cuadráticas o cúbicas para analizar la posición, velocidad y graficar los movimientos.

En el caso particular de:

$$
r(t) = -3t^3 + 2t,
$$

no es que se estudie como modelo físico típico, sino como una forma de profundizar el análisis del movimiento supongo con herramientas matemáticas (como derivadas, gráficos, sentido del vector velocidad, etc.). Es parte de la aproximación más formal que estamos viendo.



Por ejemplo en otro ejercicio no entendi lo siguiente :


$$
x(t) = 2t^2 - 5t + 10 \quad \text{en el intervalo} \quad 0 \leq t \leq 5
$$

Cuando mi profesora construyó el diagrama de movimiento, ubicó sobre la recta  r (posición) los puntos correspondientes a los tiempos t = 0, 1,2, 3,5, con posiciones:

* x(0) = 10
* x(1) = 7
* x(2) = 6
* x(3) = 7
* x(5) = 35

Hasta ahí todo claro.

Marcó  que en x = 10  la partícula se mueve hacia la izquierda, ya que (Según entiendo es evaluando la velocidad?? ella no lo dijo pero es lo que investigue , necesaria saber si es esto ya que quizás es esto lo que me estoy equivocando):

Pero sin embargo cuando puso  7  (es decir, en t = 1), dijo que la partícula cambiaba de dirección y dibujó la flecha siguiente hacia la derecha, y lo mismo con 8,13,22,35 (todos hacia la derecha)

Pero :
$$
v(0) = -5 \quad \text{y} \quad v(1) = -1
$$

---

 Acá surge mi duda principal:

* Si v(1) = -1, la velocidad aún es negativa, por lo tanto la partícula sigue yendo hacia la izquierda.
* El cambio de dirección ocurre recién cuando v(t) = 0, es decir:

$$
4t - 5 = 0 \Rightarrow t = 1{,}25
$$

Recién a partir de ahí la velocidad se vuelve positiva, y se justifica una flecha hacia la derecha.



❗Entonces me pregunto:

> ¿La profesora se equivocó al decir que en t = 1 se cambia de dirección nuevamente? Ya que en ambos ejercicios veo detalles que no le encuentro sentido según yo, gracias!


Estudiar Matemáticas se volvió una pasión, que me duele la cabeza ^^.
Nivel Principiante.

05 Mayo, 2025, 01:05 am
Respuesta #3

Richard R Richard

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Pero justamente por eso mi duda sigue siendo:

> ¿La profesora se equivocó al colocar flechas hacia la derecha cuando la velocidad seguía siendo negativa?

Si te refieres a
Entonces entiendo que en t = 0, como la velocidad es positiva, la flecha debe ir  hacia la derecha (→).

Sin embargo, mi profesora colocó la flecha hacia la izquierda (←) en ese punto.
Evidentemente se equivocó, si tu decides que a derecha es positivo , como en ese problema, entonces  a tiempo 0  la flecha debe ser a derecha.


Por ejemplo en otro ejercicio no entendi lo siguiente :

$$
x(t) = 2t^2 - 5t + 10 \quad \text{en el intervalo} \quad 0 \leq t \leq 5
$$

Cuando mi profesora construyó el diagrama de movimiento, ubicó sobre la recta  r (posición) los puntos correspondientes a los tiempos t = 0, 1,2, 3,5, con posiciones:

* x(0) = 10
* x(1) = 7
* x(2) = 6
* x(3) = 7
* x(5) = 35

Hasta ahí todo claro.

Marcó  que en x = 10  la partícula se mueve hacia la izquierda, ya que (Según entiendo es evaluando la velocidad??

Si, claro observa que primero esta en 10 y luego en un segundo en 7 , va de un número mayor a uno menor es decir es un cambio negativo de posición en un salto de tiempo positivo  luego la velocidad es negativa en el tramo.

Pero sin embargo cuando puso  7  (es decir, en t = 1), dijo que la partícula cambiaba de dirección y dibujó la flecha siguiente hacia la derecha, y lo mismo con 8,13,22,35 (todos hacia la derecha)

Pero :
$$
v(0) = -5 \quad \text{y} \quad v(1) = -1
$$
Para cambiar de direccion en un movimiento continuo como es el definido por una función polinómica, la velocidad necesariamente tiene que pasa por un punto en que la velocidad sea nula , si es positiva y luego negativa , en algún punto pasó por el cero y viceversa, eso lo sabes de algunos teoremas como el del valor medio, (ya me corregirán si me equivoco de nombre)

Como sabes cuando sucede eso?, haces la derivada y tienes la función velocidad, la igualas a cero y calculas el tiempo en que eso sucede, con ese tiempo reemplazas en la ecuacion de posición y sabes  hasta que posición avanzó la partícula, pues allí alcanza un máximo o un mínimo. En este caso a los 1.25 seg


❗Entonces me pregunto:

> ¿La profesora se equivocó al decir que en t = 1 se cambia de dirección nuevamente? Ya que en ambos ejercicios veo detalles que no le encuentro sentido según yo, gracias!
Claro llevas razón el cambio es en t=1.25s  así que a tiempo 1 todavía tiene la misma dirección que la velocidad original de tiempo cero.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

05 Mayo, 2025, 02:29 am
Respuesta #4

AveFenix

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Gracias, Richard, por tu respuesta. En conclusión, la profesora cometió dos errores, lo cual me preocupa. Si bien yo comprendí el procedimiento por cuenta propia informándome, me inquieta pensar que en una prueba pueda corregir algo como "incorrecto" cuando en realidad está bien, según lo que hemos analizado. Cuando la vea, le comentaré amablemente sobre estos errores, ya que si los estudiantes no comprenden el “por qué” de las cosas, todo pierde sentido.
Estudiar Matemáticas se volvió una pasión, que me duele la cabeza ^^.
Nivel Principiante.

05 Mayo, 2025, 03:08 am
Respuesta #5

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Hola

Gracias, Richard, por tu respuesta. En conclusión, la profesora cometió dos errores, lo cual me preocupa. Si bien yo comprendí el procedimiento por cuenta propia informándome, me inquieta pensar que en una prueba pueda corregir algo como "incorrecto" cuando en realidad está bien, según lo que hemos analizado. Cuando la vea, le comentaré amablemente sobre estos errores, ya que si los estudiantes no comprenden el “por qué” de las cosas, todo pierde sentido.

Concuerdo.

No pone de qué país eres, pero por experiencia propia te digo que en cuanto a los profesores de Física dejan mucho que desear, sobre todo los más grandes (me juego a que tu profesora tiene más de 60 años). Teniendo muchísimos experimentos que contar, prefieren ceñirse a gráficos, pizarrón y nada más. Poco entusiasmo (quizás por ser poco remunerados, pero no veo el poco entusiasmo en otras asignaturas), errores casuales, son sólo algunos puntos de los que considero que no me gusta física.

Saludos