Cinemática: movimiento rectilíneo y circular
Esta lección de Física de 2º de Bachillerato aborda la cinemática del punto material, el bloque fundamental sobre el que se construye toda la mecánica clásica que se evalúa en la PAU (Selectividad). Se estudian dos tipos de movimiento: el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) y el movimiento circular uniforme (MCU).
En el bloque de MRUA se repasan las ecuaciones cinemáticas fundamentales: la posición en función del tiempo x(t) = x₀ + v₀t + ½at², la velocidad v(t) = v₀ + at, y la ecuación independiente del tiempo v² = v₀² + 2aΔx, muy útil en problemas de frenado donde no se conoce el tiempo transcurrido. Se trabajan aplicaciones típicas como el cálculo de la distancia recorrida por un vehículo que parte del reposo con aceleración constante, o la deducción de la aceleración de frenado conociendo solo la velocidad inicial y la distancia de parada.
En el bloque de MCU se introduce la aceleración centrípeta a_c = v²/R = ω²R, siempre dirigida hacia el centro de la trayectoria, responsable exclusivamente del cambio de dirección del vector velocidad (nunca de su módulo, que permanece constante en este movimiento). Se trabaja también la relación entre magnitudes angulares y lineales (v = ωR), y entre frecuencia y período (f = 1/T), con ejercicios numéricos de aplicación directa.
Un punto especialmente trabajado es la distinción entre magnitudes vectoriales (velocidad, aceleración) y escalares (rapidez, distancia recorrida), un clásico de examen que pone a prueba la comprensión conceptual más allá del cálculo mecánico. También se insiste en la dependencia cuadrática de la aceleración centrípeta respecto a la velocidad lineal: duplicar v cuadruplica a_c, un resultado que sorprende a muchos estudiantes que asumen erróneamente una relación lineal.
El cuestionario combina 12 preguntas entre problemas numéricos resueltos paso a paso y preguntas conceptuales de verdadero/falso múltiple, con explicaciones detalladas tras cada respuesta que muestran el desarrollo algebraico completo. Las 13 tarjetas de repaso (flashcards) recogen las fórmulas esenciales del bloque —ecuaciones de posición y velocidad en MRUA, aceleración centrípeta, relación frecuencia-período— en formato de memorización rápida, ideal para el repaso final antes del examen de Selectividad.
- Aplicar correctamente las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (posición, velocidad y ecuación independiente del tiempo) a problemas numéricos
- Calcular la aceleración centrípeta de un movimiento circular uniforme a partir de la velocidad angular o lineal y el radio
- Distinguir entre magnitudes vectoriales (velocidad, aceleración) y escalares (rapidez, distancia recorrida) en cinemática
- Relacionar frecuencia, período, velocidad angular y velocidad lineal en el movimiento circular uniforme
- Resolver problemas de frenado y aceleración usando la ecuación cinemática independiente del tiempo
"En un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), si un objeto parte del reposo con una aceleración constante a, ¿cuál es la expresión correcta para la posición x(t) en función del tiempo t, asumiendo que parte del origen? Respuesta: x(t) = ½at². Un móvil realiza un movimiento circular uniforme con radio R = 2 m y una velocidad angular ω = 3 rad/s. Su aceleración centrípeta se calcula como a_c = ω²R = 3² · 2 = 18 m/s²."
Pregunta de ejemplo
En un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), si un objeto parte del reposo con una aceleración constante $a$, ¿cuál es la expresión correcta para la posición $x(t)$ en función del tiempo $t$, asumiendo que parte del origen?
- $x(t) = at$
- $x(t) = \frac{1}{2}at^2$
- $x(t) = at^2$
- $x(t) = v_0t + at^2$
Ver la respuesta
Para un MRUA con velocidad inicial $v_0 = 0$ y posición inicial $x_0 = 0$, la ecuación de posición es $x(t) = x_0 + v_0t + \frac{1}{2}at^2$, lo que se reduce a $x(t) = \frac{1}{2}at^2$.
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