El desplazamiento en física denota un cambio en la posición de un objeto. Cuando calcula el desplazamiento, calcula qué tan lejos está un objeto en función de sus ubicaciones inicial y final. La fórmula que usa para calcular el desplazamiento depende de la variable dada al problema. Siga estos pasos para calcular el desplazamiento.
Paso
Parte 1 de 5: Cálculo del desplazamiento resultante
Paso 1. Use la fórmula de desplazamiento resultante si la unidad de distancia se usa para indicar sus ubicaciones de inicio y finalización
Aunque la distancia es diferente del desplazamiento, el problema de desplazamiento resultante busca cuántos kilómetros o metros ha viajado el objeto. Utilizará esta unidad de medida para calcular el desplazamiento y qué tan lejos se desvía la ubicación de un objeto de su punto de partida.
- La fórmula de desplazamiento resultante se escribe como: S = x² + y². S es desplazamiento. X es la primera dirección de movimiento del objeto e Y es la segunda dirección de movimiento del objeto. Si su objeto solo se mueve en una dirección, entonces Y = 0.
- Un objeto solo puede moverse en un máximo de dos direcciones porque moverse a lo largo de un eje norte / sur o este / oeste se considera un movimiento neutral.
Paso 2. Conecte los puntos en orden de movimiento y etiquételos de la A a la Z
Utilice una regla para dibujar una línea recta de un punto a otro.
- También recuerde conectar su punto de partida con su punto final usando una línea recta. Este es el desplazamiento que calcularemos.
- Por ejemplo, si un objeto se mueve al este 300 my al norte 400 m, formará un triángulo rectángulo. AB será el primer cateto del triángulo y BC será el segundo cateto. AC será la hipotenusa del triángulo y su magnitud es el desplazamiento del objeto. En este ejemplo, las dos direcciones son este y norte.
Paso 3. Ingrese valores para x² e y²
Ahora que conoce las dos direcciones de movimiento de su objeto, ingrese los valores en las variables apropiadas.
Por ejemplo, x = 300 e y = 400. Su fórmula debería verse así: S = 300² + 400²
Paso 4. Calcula la fórmula usando el orden de operaciones
Primero eleve al cuadrado 300 y 400, luego súmelos y encuentre la raíz cuadrada de la suma.
Por ejemplo: S = 90000 + 160000. S = 250000. S = 500. Ahora sabe que el desplazamiento es de 500 m
Parte 2 de 5: Cuando se conoce la velocidad y el tiempo
Paso 1. Utilice esta fórmula cuando el problema le indique la velocidad de un objeto y el tiempo que tarda
Algunos problemas de matemáticas no le dirán qué tan lejos o qué tan rápido se mueve un objeto. Puede calcular el desplazamiento utilizando esta magnitud de tiempo y velocidad.
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En este caso, la fórmula se convierte en: S = 1/2 (u + v) t.
U = velocidad inicial del objeto, o qué tan rápido el objeto comienza a moverse en una determinada dirección. V = velocidad final del objeto, o qué tan rápido se mueve el objeto hacia su ubicación final. T = el tiempo que tarda el objeto en llegar a su ubicación final.
- Ejemplo: un automóvil circula por la carretera durante 45 segundos (tiempo requerido). El automóvil gira hacia el oeste a 20 m / s (velocidad inicial) y al final de la carretera, su velocidad es de 23 m / s (velocidad final). Calcule el desplazamiento basándose en estos factores.
Paso 2. Ingrese la velocidad y el tiempo requeridos en las variables apropiadas
Ahora que sabe qué tan lejos se está moviendo el automóvil, qué tan rápido se está moviendo el automóvil al principio y al final, puede encontrar la distancia desde la ubicación inicial hasta la ubicación final.
Su fórmula debería verse así: S = 1/2 (20 + 23) 45
Paso 3. Calcula la fórmula después de colocar los valores en el lugar correcto
Recuerde seguir el orden de las operaciones, de lo contrario los desplazamientos darán como resultado valores muy diferentes.
- Para esta fórmula, no importa si accidentalmente intercambias las velocidades inicial y final. Como primero sumará estos números, no importa dónde estén entre paréntesis. Sin embargo, para otras fórmulas, intercambiar las velocidades inicial y final dará como resultado valores de desplazamiento diferentes.
- Su fórmula debería verse así: S = 1/2 (43) 45. Primero divida 43 entre 2, lo que resulta en 21, 5. Luego multiplique 21, 5 por 45, de modo que el resultado sea 967.5 metros. 967, 5 es la magnitud de su desplazamiento, o qué tan lejos se ha movido su automóvil desde su punto de partida.
Parte 3 de 5: Cuando se conocen la velocidad, la aceleración y el tiempo iniciales
Paso 1. Use la fórmula modificada cuando se conozca la aceleración además de la velocidad y el tiempo iniciales
Algunas preguntas solo le dirán qué tan rápido se mueve el objeto al principio, qué tan rápido el objeto comienza a acelerar y qué tan lejos se mueve el objeto. Necesitará la siguiente fórmula.
- La fórmula de este problema es: S = ut + 1 / 2at². U todavía indica la velocidad inicial; a es la aceleración del objeto, o qué tan rápido comienza a cambiar su velocidad. T puede significar el tiempo que tarda o una cierta cantidad de tiempo que tarda un objeto en acelerar. Ambos usarán unidades de tiempo como segundos, horas y otras.
- Suponga que un automóvil que se mueve a 25 m / s (velocidad inicial) comienza a acelerar a 3 m / s2 (aceleración) durante 4 segundos (tiempo). ¿Cuál es el desplazamiento del automóvil después de 4 segundos?
Paso 2. Ingrese los valores en la fórmula
A diferencia de la fórmula anterior, aquí solo se representa la velocidad inicial, así que asegúrese de ingresar los datos correctos.
Según los datos de muestra anteriores, su fórmula se vería así: S = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Es útil agregar paréntesis alrededor de la magnitud y el tiempo de su aceleración para ayudarlo a separar los números
Paso 3. Calcule el desplazamiento haciéndolo en el orden correcto de operaciones
Una forma rápida de ayudarle a recordar la secuencia de operaciones es el puente de burros Kur ir Kua ci Kadang Ba wa Juragan Turtles. Esto representa el orden correcto: paréntesis, cuadrados, multiplicación, división, suma y resta.
Veamos la fórmula nuevamente: S = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Primero, cuadrado 4, el resultado es 16. Luego, multiplique 16 por 3, haciendo 48; luego también multiplica 25 por 4, para hacer 100. Divide 48 entre 2, para hacer 24. Tu ecuación debe verse así: S = 100 + 24. Una vez que sumes los dos, el desplazamiento es 124 metros
Parte 4 de 5: Calcular el desplazamiento angular
Paso 1. Encuentre el desplazamiento angular a medida que el objeto se mueve en una trayectoria circular
Aunque seguirá calculando el desplazamiento utilizando una línea recta, deberá encontrar la diferencia entre las ubicaciones inicial y final del objeto a medida que se mueve en una trayectoria circular.
- Imagínese a una niña sentada en un tiovivo. Mientras gira con el carrusel, se moverá en un camino circular. El desplazamiento angular intenta encontrar la distancia más corta entre las ubicaciones inicial y final cuando el objeto no se mueve en línea recta.
- La fórmula para el desplazamiento angular es: = S / r, donde S es el desplazamiento lineal, r es el radio y es el desplazamiento angular. El desplazamiento lineal es qué tan lejos se mueve un objeto a lo largo de un arco. El radio es la distancia del objeto al centro del círculo. El desplazamiento angular es el valor que queremos encontrar.
Paso 2. Inserte el desplazamiento lineal y el radio en la ecuación
Recuerde que el radio es la distancia desde el centro del círculo; algunos problemas le dirán el diámetro de un círculo, que debe dividirse por 2 para encontrar el radio.
- Aquí hay un problema de ejemplo: una niña monta un tiovivo. El asiento está a 1 metro del centro del círculo (el radio). Si la niña se mueve en una trayectoria de arco de 1,5 metros (desplazamiento lineal), ¿cuál es su desplazamiento angular?
- Tu ecuación se verá así: = 1.5 / 1.
Paso 3. Divida el desplazamiento lineal por el radio
Esta división resultará en el desplazamiento angular del objeto.
- Después de dividir 1,5 entre 1, el resultado es 1,5. El desplazamiento angular de la niña es 1,5 radianes.
- Dado que el desplazamiento angular mide cuánto gira un objeto desde su posición inicial, debe medirse como un ángulo, no como una distancia. Radian es la unidad que se usa para medir ángulos.
Parte 5 de 5: Comprensión de la migración
Paso 1. Sepa que la distancia tiene una definición diferente a la del desplazamiento
Distancia muestra la distancia total recorrida por el objeto.
- La distancia se conoce a menudo como una cantidad escalar. Distancia muestra la distancia recorrida por un objeto independientemente de la dirección del objeto.
- Por ejemplo, si caminas 2 pasos al este, 2 pasos al sur, 2 pasos al oeste y luego 2 pasos al norte, volverás a tu posición inicial. Aunque hayas pasado por el total distancia 10 pasos de distancia, solo moverse 0 pasos de distancia porque su ubicación final es la misma que su ubicación inicial (su ruta se asemeja a una caja).
Paso 2. Comprenda que el desplazamiento es la diferencia entre dos ubicaciones
El desplazamiento no es la suma total del movimiento como la distancia; cambia el enfoque en el área entre las ubicaciones de inicio y finalización.
- El desplazamiento se denomina cantidad vectorial y muestra el cambio en la posición de un objeto al considerar la dirección de movimiento del objeto.
- Por ejemplo, caminas hacia el este durante 5 pasos. Si regresa al oeste 5 pasos, se moverá en la dirección opuesta a su ubicación original. Aunque ha cubierto 10 pasos, su posición no ha cambiado; su desplazamiento es de 0 pasos.
Paso 3. Recuerde las palabras hacia adelante y hacia atrás cuando intente imaginar el desplazamiento
Moverse en la dirección opuesta elimina el desplazamiento de un objeto.
Imagínese un entrenador de fútbol de ida y vuelta al margen. Mientras les gritaba a los jugadores, se movió de izquierda a derecha varias veces. Si lo observa mientras se mueve de izquierda a derecha, observará la distancia total que ha recorrido. Sin embargo, suponga que el entrenador se detiene para hablar con el mariscal de campo en el banquillo. Si se encuentra en un punto diferente de su ubicación inicial antes de moverse, entonces está observando el movimiento del entrenador
Paso 4. Sepa que el desplazamiento se mide usando una trayectoria recta, no circular
Para encontrar el desplazamiento, debe encontrar la forma más corta y eficiente de calcular la diferencia entre dos puntos.
- Un camino circular lo llevará desde su ubicación inicial hasta su ubicación final, pero no es el camino más corto. Para ayudarte a visualizarlo, imagina que caminas en línea recta y te encuentras con un pilar. No puedes atravesar este pilar, así que lo rodeas. Aunque su posición final es la misma que si hubiera atravesado el pilar, necesitará pasos adicionales para alcanzar ese objetivo.
- Aunque el desplazamiento representa una trayectoria recta, sepa que puede medir el desplazamiento de un objeto que está en la actualidad moverse en un camino circular. Este desplazamiento se llama desplazamiento angular y se puede calcular encontrando el camino más corto desde la ubicación inicial hasta la ubicación final.
Paso 5. Sepa que el desplazamiento puede ser negativo, a diferencia de la distancia
Si llega a su ubicación final moviéndose en la dirección opuesta a su dirección inicial, entonces su desplazamiento es negativo.
- Por ejemplo, caminamos 5 pasos hacia el este y luego 3 pasos hacia el oeste. Aunque por cálculo te mueves 2 pasos desde tu ubicación inicial, tu desplazamiento es -2 porque te mueves en la dirección opuesta. Tu distancia siempre será positiva porque no puedes contar hacia atrás en pasos, kilómetros, etc.
- El desplazamiento negativo no significa que el desplazamiento disminuya. Negativo solo significa que la dirección es opuesta.
Paso 6. Tenga en cuenta que a veces la distancia y el desplazamiento pueden ser lo mismo
Si camina 25 pasos en línea recta y se detiene, la distancia que recorra será igual al desplazamiento desde su ubicación original.
- Esto solo se aplica cuando se mueve desde una ubicación desde su ubicación inicial en línea recta. Por ejemplo, vive en San Francisco, California y consigue un nuevo trabajo en Las Vegas, Nevada. Tienes que mudarte a Las Vegas para estar cerca de tu trabajo. Si te subes a un avión que vuela derecho de San Francisco a Las Vegas, viajará la misma distancia y desplazamiento x.
- Sin embargo, si conduce de San Francisco a Las Vegas, viajará una distancia x, pero viajará una distancia y. Dado que conducir un automóvil generalmente tiene direcciones variables (al este de esta carretera, al oeste de esa carretera), viajará distancias más largas que la distancia más corta entre las dos ciudades.
