Clasificación de los movimientos

Al hablar de las componentes intrínsecas de la aceleración vimos los tipos de movimientos que se podían dar dependiendo del valor de \(\vec a_t\) y \(\vec a_n\). Vamos ahora a ponerlo todo junto. Para ello vas a hacer el siguiente ejercicio.

Ejercicio

Haz una clasificación de los tipos de movimiento atendiendo a los valores que pueden tomar las componentes intrínsecas de la aceleración. De los cuatro combinaciones posibles (\(\vec a_t=\vec 0\) y \(\vec a_n=\vec 0\); \(\vec a_t \neq \vec 0\) y \(\vec a_n=\vec 0\); \(\vec a_t=\vec 0\) y \(\vec a_n \neq \vec 0\); \(\vec a_t \neq \vec 0\) y \(\vec a_n \neq \vec 0\)) indica, en cada caso:

Si el movimiento es uniforme o es acelerado.
Si el movimiento es rectilíneo o es curvilíneo.

En la clasificación anterior añade ejemplos de cada tipo de movimiento. En concreto debes utilizar los movimientos con los que trabajaremos este curso, que son:

Los ya conocidos MRU y MRUA.
El movimiento circular, del cual veremos el caso de movimiento circular uniforme (MCU) y movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA).
¿Serías capaz de clasificar el movimiento armónico simple (MAS)? El movimiento armónico simple es un movimiento de vaivén, en una dimensión, alrededor de un punto de equilibrio; un ejemplo sería el movimiento oscilatorio de una masa que cuelga del extremo de un muelle.

	\(\vec a_t\)	\(\vec a_n\)	Tipo de movimiento	Ejemplo
1.	\(=\vec 0\)	\(=\vec 0\)	Rectilíneo uniforme	MRU
2.	\(\neq \vec 0\)	\(=\vec 0\)	Rectilíneo acelerado	MRUA, MAS
3.	\(=\vec 0\)	\(\neq \vec 0\)	Curvilíneo uniforme	MCU
4.	\(\neq \vec 0\)	\(\neq \vec 0\)	Curvilíneo acelerado	MCUA

Posiciones y velocidades en varios instantes consecutivos para distintos tipos de movimientos. En los movimientos rectilíneos (MRU, MRUA y MAS) no cambia la dirección de la velocidad y por tanto \(\vec a_n=\vec 0\); en los movimientos uniformes (MRU y MCU) no cambia el módulo de la velocidad y por tanto \(\vec a_t=\vec 0\).

Ejercicio

Una vez vistos los valores de \(\vec a_t\) y \(\vec a_n\), vamos a analizar ahora cómo es el vector aceleración \(\vec a\) en el caso del MRU, MRUA, MCU y el MCUA (el MAS lo vamos a dejar por ahora porque necesitamos conocerlo mejor). La aceleración es la suma de las componentes tangencial y normal. ¿En alguno de estos casos el vector aceleración es nulo? ¿Paralelo al vector velocidad? ¿Perpendicular al vector velocidad? Dibuja el vector aceleración en distintos puntos de la trayectoria del móvil.

MRU

\(\vec a_t=\vec 0\) (porque el movimiento es uniforme).
\(\vec a_n=\vec 0\) (porque el movimiento es rectilíneo).
\(\vec a=\vec 0\): La aceleración es nula.

MRUA

\(\vec a_t \neq \vec 0\) (porque el movimiento es acelerado; además |at| es constante)
\(\vec a_n=\vec 0\) (porque el movimiento es rectilíneo)
\(\vec a=\vec a_t\): la aceleración tiene solo componente tangencial, por tanto es paralela a la velocidad.

MCU

\(\vec a_t=\vec 0\) (porque el movimiento es uniforme)
\(\vec a_n \neq \vec 0\) (porque el movimiento es circular; además |an| es constante)
\(\vec a=\vec a_n\): la aceleración tiene solo componente normal, por tanto es perpendicular a la velocidad.

MCUA

\(\vec a_t \neq \vec 0\) (porque el movimiento es acelerado)
\(\vec a_n \neq \vec 0\) (porque el movimiento es circular)
\(\vec a=\vec a_t + \vec a_n\): la aceleración tiene componente tangencial y normal, por tanto forma un ángulo determinado con la velocidad.

En el MRUA toda la aceleración es tangencial, y tiene un valor constante. En el MCU toda la aceleración es normal, y en módulo vale siempre lo mismo. En el MCUA la aceleración tiene componente tangencial y normal; la tangencial es constante en módulo y la normal aumenta con la velocidad.