Movimiento. Tipos de movimiento en nuestro entorno.

A diario somos parte de un entorno que se encuentra en movimiento, evidenciándose en nuestras horas de luz y oscuridad por los movimientos del planeta Tierra en su eje de rotación, así como los movimientos de traslación en torno al Sol durante el año mostrándose las diferentes estaciones; por lo que todo lo que está en el planeta se mueve y de allí la formación de diferentes fenómenos, como las mareas, las corrientes marinas, el viento, los terremotos, la deriva continental, entre otros. Este proceso físico también se demuestra a niveles microscópicos, en el movimiento de los cromosomas durante la división celular, y en el movimiento de los electrones que orbitan los núcleos de los átomos. Sin embargo, a pesar de saber que ningún objeto, factor abiótico o ser vivo, está inmóvil, se debe partir de un punto o posición para poder facilitar el estudio del movimiento, este punto se conoce como sistema de referencia, por lo que se dice que el movimiento de un cuerpo se da al cambiar su posición con respecto a un sistema de referencia.

Imaginemos que se deja caer un balón de básquet a una altura de 1 metro y que se necesita estudiar el recorrido del movimiento del balón. Para ello se hace una representación gráfica del movimiento, utilizándose el sistema de ejes de coordenadas el cual consta de dos rectas perpendiculares que convergen en un punto denominado origen (Fig. 1). La recta vertical corresponde al eje de las coordenadas descrito con la letra Y; y la recta horizontal corresponde al eje de las abscisas, descrito con la letra X. Al representar gráficamente el ejemplo anterior podemos conocer la naturaleza del movimiento, es decir, que la dirección del movimiento es vertical, de arriba hacia abajo, por lo que el movimiento es rectilíneo (Fig. 2).

Figura 1.

Figura 2.

La magnitud escalar y vectorial son herramientas que se utilizan adicionalmente para el estudio del movimiento. Se llama magnitud escalar a la magnitud física que se representa por una escala, es decir, un valor numérico según una escala establecida, por ejemplo, las unidades de velocidad, distancia y tiempo, entre otros (Fig. 3). Por su parte, la magnitud vectorial es la que establece el sentido y la dirección de un cuerpo en movimiento, representado por un segmento de recta llamado vector (Fig. 4). En los estudios de movimiento suele identificarse al cuerpo en movimiento como móvil, siendo la cinemática parte de la mecánica que se encarga de estudiar los cambios de posición de un móvil a través del tiempo, sin tomar en cuenta la naturaleza de su origen.

Figura 3.

Figura 4.

Características y tipos de movimiento

El camino de un móvil en su recorrido corresponde a la trayectoria del movimiento, es decir, la línea que une los puntos en el curso de las diferentes posiciones ocupadas por el móvil en su recorrido (Fig. 5); el desplazamiento es la recta imaginaria que pasa por los puntos de partida y de llegada de un móvil. Para la clasificación del movimiento se estudia su trayectoria y su naturaleza, siendo según su trayectoria movimientos rectilíneos y curvilíneos, y de acuerdo a su naturaleza, uniformes o variados.

Figura 5. Trayectoria de un movimiento
Tomado de: http://blogfisica20.blogspot.com/2013/02/trayectoria-desplazamiento-e-itinerario.html

Movimiento rectilíneo

El movimiento rectilíneo debe su nombre a que su trayectoria es una línea recta, es decir, cuando el móvil se desplaza en un solo sentido, siendo constante la trayectoria y la dirección, por lo que el móvil no pasa por los mismos puntos del recorrido; todos los cuerpos en caída libre tienen un movimiento rectilíneo (Fig. 6).

Figura 6.

Movimiento curvilíneo

El movimiento curvilíneo se llama de esta manera ya que su trayectoria es una línea curva, pudiendo ser circular, parabólica, elíptica u ondulatoria.

• Movimiento circular: en el movimiento circular la trayectoria siempre es una circunferencia, siendo variables el desplazamiento y el sentido del móvil, repitiendo su trayectoria al pasar por los mismos puntos. Un ejemplo de este movimiento lo observamos en las ruedas de una bicicleta andando, en una piedra unida a una cuerda girando, entre otros (Fig. 7).
  

  
  Figura 7.

• Movimiento parabólico: en este tipo de movimiento la trayectoria siempre es una parábola, un arco, siendo variable el sentido, es decir, hacia dónde se dirige el móvil, no pasando por los mismos puntos del recorrido; un ejemplo del movimiento curvilíneo parabólico se observa en una chorro de agua que sale de un conducto (Fig. 8).

  
  Figura 8.

• Movimiento elíptico: este movimiento debe su nombre a que la trayectoria es una elipse, es decir, una curva cerrada y simétrica como la que se forma por la órbita de la Tierra alrededor del Sol. El desplazamiento y sentido se mantienen constantes, pasando por los mismos puntos del recorrido.
• Movimiento oscilatorio: este movimiento se da cuando la trayectoria, en este caso una curva, se repite variando el sentido sucesivamente, siendo constante la dirección o desplazamiento del móvil. Un ejemplo de esto se ve en el vaivén de un columpio, en donde el movimiento está impulsado por el peso del móvil (Fig. 9).

  
  Figura 9.

Movimiento ondulatorio

El movimiento ondulatorio es aquel en donde una oscilación se propaga de un punto a otro, por lo que se transporta energía, siendo su trayectoria rectilínea, mientras que el desplazamiento y sentido permanecen hasta que la onda disminuye o presenta un obstáculo. El movimiento ondulatorio puede definirse también como un movimiento vibratorio por lo que puede darse en los diferentes estados de la materia, sólido, líquido y gaseoso. Un ejemplo de este movimiento se da al caer una gota de agua en un espacio acuático en reposo, en donde alrededor del punto donde ha caído la gota se ven unas ondas circulares que se propagan en un área del espacio acuático (Fig. 10), o en el movimiento de las olas del mar. Por consiguiente para estudiar el movimiento ondulatorio se deben conocer las partes de una onda (Fig. 11):

Figura 10.

• Centro de oscilación: se refiere al origen de la onda.
• Amplitud: describe la altura máxima de una onda, mientras que la cresta es la elevación más pronunciada de una onda.
• Valle: señala la cara opuesta a la cresta.
• Longitud de onda: indica la distancia entre cresta y cresta o valle y valle.
• Frecuencia: se refiere al número de ondas por unidad de tiempo en un punto.

Figura 11. Parte de una onda.

Movimiento uniforme y variado

Según la naturaleza de los movimientos, estos pueden ser regulares o irregulares. El movimiento uniforme se refiere a cuando el móvil recorre distancias iguales en tiempos iguales, mientras que en el movimiento variado el móvil posee una velocidad distinta en cada unidad de tiempo. Esto puede demostrarse al comparar el recorrido constante de las manecillas de un reloj al dar la vuelta completa siempre a los 60 minutos, y el recorrido irregular de los atletas de 100 metros planos en las Olimpíadas, en donde todos tienen récords de tiempo diferente a una misma distancia.

La rapidez o velocidad en el movimiento es una magnitud escalar que permite determinar mediante una comparación si un movimiento es rápido o lento con respecto a otro por lo que dependerá de la distancia y el tiempo que tarda en realizar el recorrido. Si se repitiese el ejemplo del balón de básquet se tiene que al comparar ambas experiencias, el móvil, es decir el balón, realiza desplazamientos iguales en diferentes tiempos con cambios constantes en la rapidez por lo que el movimiento es variado. En el movimiento variado la velocidad no es constante mientras que el uniforme sí lo es, por ello la trayectoria en este último siempre será rectilínea mientras que en el variado será rectilínea y curvilínea.

La velocidad puede representarse en el sistema de eje de coordenadas, siendo el eje de las abscisas el tiempo, que puede darse en segundos, minutos, horas, entre otros; y el eje de las ordenadas es la distancia recorrida, dada en milímetros, centímetros, metros, kilómetros, entre otros. En la figura 13 la línea roja es la velocidad e indica que por hora se recorre 120 kilómetros, cuanto más vertical sea la línea mayor es la velocidad y cuanto más horizontal sea, menor es la velocidad.

Figura 12. Gráfica de velocidad.
Tomado de: http://ve.kalipedia.com/literatura-universal/tema/velocidad-coche.html?x1=20070926klpmatfnc_60.Kes&x=20070926klpmatfnc_64.Kes

Referencias bibliográficas

Martín, J. (1994). Estudios de la naturaleza. Primer año de Educación Media. (1a. ed.) Editorial Salesiana. Revisada 2011. Caracas, Venezuela. Pág: 50-58.

Suárez, F; Rodríguez, E. (2013). Estudios de la naturaleza. Primer año de Educación Media. Libro del Docente. Editorial Romor. Caracas, Venezuela. Pág: 29-31.