Frances Physics: El Movimiento Rectilíneo Uniforme

En el movimiento rectilíneo uniforme, el móvil recorre una trayectoria en línea recta con velocidad constante. Esta línea recta puede ser una autopista o avenida muy larga o rectilínea, por ejemplo, o también puede ser una línea imaginaria vertical o inclinada, no importa, lo esencial de este movimiento es que la velocidad instantánea del móvil es igual a su velocidad media.

Esta idea también se puede expresar diciendo que el móvil recorre distancias iguales en tiempos iguales.

La luz viaja en línea recta en el vacío a razón de 300 mil kilómetros por segundo, pero en el aire disminuye a 299.708 kilómetros por segundo. Fuente: Wikimedia Commons.

Para caracterizar en el tiempo al movimiento rectilíneo uniforme, que se abrevia MRU, solo hace falta una ecuación. Supongamos que la trayectoria transcurre a lo largo del eje horizontal o eje x, entonces, la posición del móvil en función del tiempo x(t) vendrá dada por:

x(t) = x_o + v∙t

Donde x_o es la posición inicial del móvil, que puede tomarse como 0 eventualmente, y 'v' es la velocidad del móvil. En tal caso, la ecuación anterior se reduce a:

x(t) = v∙t

Dado que una línea recta puede recorrerse en un sentido o en otro, para distinguirlos se utilizan los signos + y −. Por ejemplo, si el móvil se desplaza de izquierda a derecha, su velocidad es positiva, y si lo hace de derecha a izquierda, será negativa.

Aunque parezca que este movimiento es un modelo demasiado simplista de las cosas, hay que destacar que en la naturaleza la luz viaja a velocidad constante, la cual depende del medio que atraviese. Por ejemplo, en el vacío, la luz viaja en línea recta con velocidad constante de 300.000 km/s.

Otro ejemplo de movimiento rectilíneo uniforme que puede darse naturalmente es el de un cuerpo pequeño que se deja caer en un fluido en reposo como aceite, por ejemplo. El cuerpo al principio se va frenando, pero pasado un lapso de tiempo, termina por moverse con rapidez constante durante un trecho hasta llegar al fondo del recipiente.

Ejemplo 1

Sabiendo que la luz del Sol tarda en llegar a la Tierra 8 minutos y 19 segundos. ¿Cuál es la distancia entre el Sol y la Tierra?

Solución

Se puede pensar en un rayo de luz que parte del Sol y recorre una distancia ‘d’ hasta llegar a la Tierra. Normalmente, a la velocidad de la luz se la denota con la letra ‘c’ y entonces se puede utilizar la ecuación:

d = c∙ t

Donde ‘t’ es el tiempo de viaje del rayo de luz. Sin embargo, antes de sustituir en la ecuación para determinar ‘d’, es necesario expresar todas las magnitudes en el mismo sistema de unidades. El kilómetro debe ser una unidad apropiada para la distancia entre la Tierra y el Sol, por lo que se expresará el tiempo de viaje en segundos:

t = 8 min y 19 s = 8×60 s + 19 s = 480 s + 19 s = 499 s

Entonces, efectuando la operación, se obtiene:

d = c∙ t = 300.000 km/s × 499 s = 149.700.000 km

Esta es la distancia media Tierra-Sol, pero para que sea más fácil de recordar, se suele redondear a 150 millones de kilómetros, que corresponde a una unidad astronómica, abreviada UA. De esta manera, la Tierra dista del Sol 1 UA, mientras que Marte, por ejemplo, está un poco más lejos, a 1.52 UA.