Física al día by Veronica Anzola Perez

Venezuela

FD Cinemática Física al Día ‘’El que te enseña cada día’’.

Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber. - Albert Einstein

Editorial

VMVAPV @FísicaAlDía

Barquisimeto 21- 03 - 15

Física al día. EDITORES. Verónica Anzola

Presentamos aquí nuestra primera edición de la revista “Física al Día” motivo que nos enorgullece ya que en el mercado son muy escasas las revistas sobre temas educativos. Invitamos a la población estudiantil a leer esta interesante revista y nos brinden su apoyo para seguir día a día difundiendo la información de los avances físicos. En esta primera edición aprenderemos sobre la cinemática una importante rama de la física, observaremos reportajes, un glosario de términos físicos y un pasatiempos.

REPORTEROS. Andrade Paola Victoria Cumare Pérez Vanessa Ruiz Mary Sequera Andreina Torres María José

En este primer numero de “Física al Día” se publican los siguientes artículos: •

•

Instituto Diocesano Barquisimeto

3° ´´B´´

•

En el primer articulo observamos un reportaje que trata sobre gráficas directamente proporcional e inversamente proporcional donde nos muestran imágenes de estas mismas y ejemplos. El segundo articulo nos muestra un reportaje sobre el movimiento y su clasificación que nos muestra imágenes y ejemplos referente al tema. El siguiente articulo observamos un nuevo reportaje que trata del movimiento rectilíneo uniformemente variado y nos da ejemplos e imágenes para comprender mejor dicho tema. El cuarto articulo es un reportaje trata de los desplazamientos y distancias recorridas por un móvil, además presenta imágenes y ejemplos de este mismo. El quinto articulo nos muestra la velocidad, la rapidez y la aceleración a través de un reportaje y nos da un ejemplo e imágenes. Por ultimo encontramos un reportaje que trata de la gravedad y lanzamiento vertical. Finalmente, reiteramos que esta publicación virtual esta abierta a recibir aportes de expertos en la materia y los invitamos desde ya a enviar artículos relacionados con el tema. 2

Física al día

Tema del día

Graficas directamente proporcional e inversamente proporcional

n el mundo que nos rodea se

puede observar como los factores cotidianos sufren ascensos y descensos, es como escuchar hablar que el valor del dólar aumenta o disminuye, o al momento de llenar un tanque necesitamos saber cuántos grifos utilizaremos y cuál será el tiempo empleado en llenarlo. Esto lo podemos relacionar con los tipos de graficas, tal es el caso de las Magnitudes Directamente Proporcionales, esta se determina cuando a un aumento en una de las magnitudes, le debe corresponder un aumento . proporcional en la otra, destacando que es una recta que pasa por el origen y la relación entre magnitudes es una constante llamada “constante de proporcionalidad”. Por ejemplo si la magnitud X aumenta 3 unidades su valor, la magnitud Y aumentará respectivamente 3.

Grafica directamente proporcional

Las distancias recorridas en un tiempo son un ejemplo que ilustran las proporcionalidades directas, siendo que a mayor velocidad se recorre más distancia. 3

FĂsica al dĂa

Tema del dĂa

Graficas directamente proporcional e inversamente proporcional

ara

verificar

proporcionalidad inversa, en cambio, debemos comprobar que a un aumento en una de las dos magnitudes le corresponda una disminuciĂłn proporcional en la otra. Por ejemplo, si la magnitud Y incrementa su valor 5 unidades, la X disminuirĂĄ 5 unidades. En la vida cotidiana se presentan situaciones inversamente proporcionales; cuando necesitamos saber cuĂĄnto tiempo se requiere para realizar una obra y el nĂşmero de trabajadores, o el nĂşmero de botellas necesarias para depositar un lĂquido y la capacidad de estas.

GrĂĄfica inversamente Proporcional Para graficar dichas magnitudes se debe cumplir que y=f(x) es una hipĂŠrbole, que el producto entre dos valores asociados de dos magnitudes inversamente proporcionales es una constante K, llamada coeficiente de proporcionalidad inversa, y si Y es la variable dependiente de la funciĂłn y X la variable independiente se verifica que y.x=K, y la expresiĂłn analĂtica de esta funciĂłn, con K = 0, es:

đ?&#x2019;&#x20AC;=

đ?&#x2019;&#x152; đ?&#x2019;&#x2122;

Física al día

Tema del día Movimiento y Clasificación

Movimiento

odos los días realizamos

actividades no solo en nuestro hogar sino también fuera del mismo, teniendo la necesidad de desplazarnos de un punto a otro, sea en el momento en que nos dirigimos a las distintas habitaciones de nuestra casa, como también yendo al lugar de trabajo, o también la realización de actividades físicas de todo tipo. Este esfuerzo que realizamos para cambiar nuestro lugar es conocido como Movimiento.

Un cuerpo está en movimiento con respecto a un punto fijo, llamado sistema de referencia, cuando su posición varía con el tiempo, con respecto a dicho punto. La enorme variedad de movimientos que existen en la naturaleza nos obliga a clasificarlos, para lo cual se tendrán en cuenta determinadas características como la trayectoria que describen, la rapidez con que lo hacen, y la orientación que mantienen durante el movimiento.

Según su trayectoria el movimiento puede ser rectilíneo o curvilíneo. Según su rapidez pueden ser uniformes o variados. El movimiento será uniforme cuando la rapidez se mantenga constante y según su orientación pueden ser de traslación pura, rotación pura, o de traslación y rotación simultáneos, como el que realiza la tierra con relación al 5 sol.

Física al día

Tema del día

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado.

líneas

generales,

este

movimiento se produce por los cambios de rapidez ya que por ser rectilíneo la dirección y sentido del desplazamiento no varía. En efecto el movimiento rectilíneo se mide como la variación de rapidez entre los intervalos de tiempo en que se producen. Un móvil posee un M.R.U.V. cuando su velocidad varía cantidades iguales para tiempos iguales: Si la velocidad aumenta el movimiento es uniformemente acelerado (M.U.A.) . Si la velocidad disminuye el movimiento es uniformemente retardado (M.U.R.) . EJEMPLO: Consideremos la siguiente representación gráfica de un M.U.A.:

En general, se puede decir; que la aceleración es la variación que experimenta la rapidez por unidad de tiempo y se puede representar por la siguiente ecuación: Sea Vo el valor de la rapidez inicial y Vf el valor de la rapidez final Entonces se tiene: ∆V = Vf - Vo y sea: t1 el instante inicial y t el instante final ∆t = t - t1 Al dividir ∆v entre ∆t de tiene: a = ∆V = Vf__-_Vo ∆t t _ t1 Si t1 es cero nos queda

Si el móvil parte del reposo V0 = 0 nos queda. a = __Vf__ t

Gráfica M.U.A.

Física al día

Tema del día

Desplazamiento y distancia recorrida por un móvil.

Desplazamiento de un móvil.

define

desplazamiento

como el cambio de posición de un móvil con respecto a un punto de referencia. Igualmente establece la longitud medida entre dos posiciones diferentes en el camino de un móvil. Es importante hacer notar que el desplazamiento es un vector, porque además de modulo está dotado de dirección y sentido. Mientras que la distancia recorrida por el móvil es el valor absoluto

del desplazamiento. A diferencia de la distancia, que se mide a lo largo del recorrido del móvil, el desplazamiento se mide a lo largo de la línea recta que une las dos posiciones; por esto se dice que el desplazamiento es igual al cambio de posición. Sin embargo la distancia y el desplazamiento se miden en las mismas unidades 7

Física al día

Tema del día

Desplazamiento y distancia recorrida por un móvil.

B + b . h 2 Teniendo en cuenta que:

s preciso señalar que la

distancia es una medida de la longitud total recorrida a lo largo del camino, Si construimos un gráfico de la velocidad en función del tiempo, la superficie de la figura obtenida representa la velocidad del móvil. Es decir:

Reemplazamos en la ecuación anterior y obtenemos DISTANCIA. Como v = v0 + a.t, reemplazamos, simplificamos y luego multiplicamos por t: Así obtenemos: d = vo . t + ½ . a. t2 (Recordando que d = x - xo)

b = velocidad inicial (Vo) B = velocidad final (V) h = tiempo transcurrido (t)

Entonces podemos enunciar que: La distancia recorrida por un móvil es directamente proporcional al cuadrado del tiempo empleado en recorrerla.

Gráfica de distancia.

La figura obtenida es trapecio, cuya superficie es:

un 8

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Tema del día Velocidad, rapidez y aceleración.

rapidez,

como

conocemos, es una medida de que tan rápido se mueve algo, y se determina con unidades de distancia divididas entre unidades de tiempo .La rapidez se define como la distancia recorrida en la unidad de Tiempo. En términos generales, se dice que la rapidez es la velocidad o aquel movimiento acelerado que presenta u ostenta determinada máquina, elemento, entre otros. Por otra parte, la rapidez, resulta ser además la relación que existe entre la distancia recorrida y el tiempo utilizado en recorrer la misma. En la mayoría de los casos la mencionada magnitud suele distinguirse con la letra v.

La rapidez, es una magnitud de tipo escalar con dimensiones de longitud y tiempo, se mide en las mismas unidades con las cuales se mide a la velocidad, sin embargo, no dispone del carácter vectorial de esta, es decir, la rapidez representa justamente el modulo de la celeridad. Un ejemplo muy útil para comprender la Rapidez es las carreras de Autos, aquí se toma en cuenta la velocidad empleada por el móvil junto al tiempo recorrido para calcular y hacer un estimado de la velocidad que este tiene.

Gráfica de la rapidez de un auto. 9

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Tema del día Velocidad, rapidez y aceleración.

l término aceleración se

cuerpo que se desplaza a gran velocidad podrá tener una aceleración muy pequeña.

refiere a la acción y efecto de acelerar, es decir, aumentar la velocidad. Aunque la palabra también nos permite referirnos a la magnitud vectorial que expresa dicho incremento de velocidad en una unidad de Velocidad. tiempo. De acuerdo al ejemplo En tanto, la aceleración podrá anterior descrito, podemos ser negativa, entonces, en este seguir utilizando a la carrera caso, la magnitud expresará una de autos para comprender el disminución de la velocidad en tema. Aquí el móvil tiene función del tiempo. Aunque en una rapidez determinada, la muchas situaciones se suele cual es producto de la emplear los conceptos de modo aceleración, la aceleración indistinto, aceleración y hace que el móvil aumente o velocidad no significan lo disminuya el tiempo mismo. Porque la velocidad recorrido para que la refleja cómo cambia la posición velocidad sea mayor o menor de un cuerpo respecto al tiempo, respectivamente. mientras que la aceleración nos indicará cómo ha variado la mencionada velocidad. La aceleración dice cómo cambia la velocidad no cómo es Rapidez, velocidad y aceleración. esta, porque por ejemplo, un 10

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Tema del día Gravedad y lanzamiento vertical

Isaac Newton, descubre la gravedad.

a gravedad es una fuerza

fundamental de la naturaleza, una fuerza invisible que domina nuestro planeta desde sus entrañas rocosas a los océanos. Se trata de un fenómeno de atracción constante, estudiado hace siglos, pero que todavía

arroja interrogantes a la comunidad científica. Si eliminamos o añadimos masa en un punto geográfico determinado, cambia la fuerza de la gravedad. Saber exactamente cuánto es complicado, porque varios factores influyen en el fenómeno gravitatorio.

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Tema del día Gravedad y lanzamiento vertical

odos aquellos objetos que

se lanzan hacia abajo o hacia arriba, caen libremente una vez que se deja en libertad y experimentan la aceleración de la gravedad dirigida hacia abajo, al igual que los que se dejan caer libremente. Un claro ejemplo de este fenómeno es el Salto en Bungeen, aquí el cuerpo es lanzado al aire dejándose caer hacia la superficie de forma Vertical, atraído por la Gravedad del espacio.

Salto en Bungeen.

Desplazamiento del Bungeen.

En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical, es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g. 12

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Tema del día Gravedad y lanzamiento vertical

Consideraciones para lanzamiento vertical.

signo de la V es positivo; la V es un movimiento sujeto a la es 0 a su altura máxima aceleración de la gravedad, cuando comienza a descender sólo que ahora la aceleración su velocidad será negativa. se opone al movimiento inicial c) Si el objeto tarda por del objeto. El tiro vertical ejemplo 2s en alcanzar su comprende subida, bajada de altura máxima tardará 2s en los cuerpos u objetos regresar a la posición original, por lo tanto el tiempo que considerando lo siguiente: a) Nunca la velocidad inicial permaneció en el aire el objeto es de 4s. es igual a 0. b) Cuando el objeto alcanza d) Para la misma posición del su altura máxima, su lanzamiento la velocidad de velocidad en este punto es 0. subida es igual a la velocidad Mientras que el objeto se de bajada pero de signos contrarios. encuentra en subida el l igual que la caída libre

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Tema del día Glosario de términos

1. Función : Una función es una relación o correspondencia entre dos magnitudes, de manera que a cada valor de la primera le corresponde un único valor de la segunda (o ninguno), que llamamos imagen o transformado. Por ejemplo, la función f(x) = 3x2 + 1 es la que a cada número le asigna el cuadrado del número multiplicado por 3 y luego sumado 1. Así f(2) = 3*22 + 1= 3*4 + 1 = 12 + 1 = 13 2. Gráfica de una función :Si f es una función real, a cada par (x, y) = (x, f(x)) determinado por la función f le corresponde en el plano cartesiano un único punto P(x, y) = P(x, f(x)). El valor de x debe pertenecer al dominio de definición de la función. Como el conjunto de puntos pertenecientes a la

función es ilimitado, se disponen en una tabla de valores algunos de los pares correspondientes a puntos de la función. Estos valores, llevados sobre el plano cartesiano, determinan puntos de la gráfica. Uniendo estos puntos con línea continua se obtiene la representación gráfica de la función.

3. Función directamente proporcional :cuando en una función biyectiva, el cociente entre las cantidades correspondientes, es igual a una constante. O sea y/x = k y su expresión algebraica es y = k.x. Por ejemplo: y = 2x; donde 2 es la constante 14 de proporcionalidad.

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Tema del día Glosario de términos

4. Función inversamente proporcional :cuando en una función biyectiva, el producto entre las cantidades correspondientes es una constante. O sea x.y = k y su expresión algebraica es y = k/x. Por ejemplo: Y = 3/ x donde 3 es la constante de proporcionalidad.

en el espacio, sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo estudia el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que estudia las interacciones que lo producen. El Análisis Vectorial es la herramienta matemática más adecuada para ellos. En cinemática distinguimos las siguientes partes: Cinemática de la partícula. Cinemática del sólido rígido.

Muchas funciones que se nos presentan, no son proporcionales. Algunas se parecen bastantes a las funciones de proporcionalidad directa, 6. Desplazamiento :El corresponden a rectas que no desplazamiento se refiere a pasan por el origen y su la distancia y la dirección expresión algebraica es: de la posición final respecto y = k.x + b. a la posición inicial de un Por ejemplo y = 2x-4. objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento 5. Cinemática :La cinemática es es una medida de longitud una rama de la física por lo que el metro es la dedicada al estudio del 15 unidad de medida. movimiento de los cuerpos

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Tema del día Glosario de términos

Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. Los vectores se describen a partir de la magnitud y de la dirección.

comienzas a caminar siguiendo la trayectoria: ocho metros al norte, doce metros al este y finalmente ocho metros al sur. Luego del recorrido, la distancia total recorrida será de 28 metros. El número 28 representa la magnitud de la distancia recorrida.

7. Distancia recorrida :La 8. Mach :El Número Mach (M), es una medida de velocidad distancia se refiere a cuanto relativa que se define como el espacio recorre un objeto cociente entre la velocidad de durante su movimiento. Es un objeto y la velocidad del la cantidad movida. También sonido en el medio en que se se dice que es la suma de las mueve dicho objeto. Es un distancias recorridas. Por ser número adimensional usado una medida de longitud, la para describir la velocidad de distancia se expresa en los aviones. Mach 1 equivale unidades de metro según el a la velocidad del sonido. Sistema Internacional de Propuesto por el físico y Medidas. Al expresar la filósofo austríaco Ernst Mach distancia, por ser una (1838-1916), como una cantidad escalar, basta con manera sencilla de expresar la mencionar la magnitud y la velocidad de un objeto con 16 unidad. Imagina que

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Tema del día Glosario de términos.

respecto a la velocidad del sonido. La utilidad del número de mach reside en que permite expresar la velocidad de un objeto no de forma absoluta en km/h o m/s, sino tomando como referencia la velocidad del sonido, algo interesante desde el momento en que la velocidad del sonido cambia dependiendo de las condiciones de la atmósfera.

diferentes clases de movimiento de los cuerpos sin atender a las causas que lo producen. Dinámica: Estudia los efectos de la interacción entre un sistema con su entorno, sobre su estado de movimiento. Estática: esta comprendida dentro del estudio de la dinámica y analiza las condiciones que permiten el equilibrio de los cuerpo

9. Mecánica :La mecánica (o mecánica clásica) es la rama 10. Movimiento Rectilíneo principal de la llamada Física uniformemente variado: El Clásica, dedicada al estudio movimiento rectilíneo de los movimientos y estados uniformemente variado es en que se encuentran los aquel que experimenta cuerpos. Describe y predice aumentos o disminuciones las condiciones de reposo y y además la trayectoria es movimiento debido a la una línea recta Por tanto, acción de las fuerzas. acción unas veces se mueve más de las fuerzas. Se divide en rápidamente y tres partes: posiblemente otras veces va Cinemática: Estudia las más despacio. En este caso

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Tema del día Glosario de términos.

se llama velocidad media. Por tanto cabe mencionar que si la velocidad aumenta el movimiento es acelerado, pero si la velocidad disminuye es retardado. Se puede interpretar que en el MRUV La velocidad se mantiene constante a lo largo del tiempo.

forma que una línea (llamada eje de rotación) o un punto permanece fijo. Ejemplo: la tierra hace un movimiento de rotación sobre su propio eje (llamado eje rotatorio) el cual está inclinado 23°, 27, es un eje imaginario basado en la eclíptica (que es la línea por la que el sol hace un movimiento aparente, visto desde la tierra).

11. Movimiento de traslación: Es aquel realizado por un cuerpo que dibuja una gran curva si tomamos en cuenta su tamaño. 13. Pendiente de una recta en Ejemplo: El planeta tierra una gráfica Rapidezrealiza cuatro movimientos tiempo: De un movimiento principales: rotación, rectilíneo uniforme precesión, nutación y (M.R.U). representa en el traslación. El movimiento de eje horizontal (eje x) el traslación es aquel que nuestro tiempo y en el eje vertical planeta lleva a cabo en torno la posición. Observa como al sol. la posición (normalmente la 12. Movimiento de rotación: Es el coordenada x) aumenta (o movimiento de cambio disminuye) de manera de orientación de un cuerpo o uniforme con el paso del un sistema de referencia de tiempo. 18

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Tema del día Glosario de términos.

Ejemplo: El espacio (distancia o desplazamiento) recorrido en un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) puede representarse en función del tiempo. La gráfica es una parábola cóncava ascendente. 14. Sistema de referencia: Un sistema de referencia es un punto y un sistema de ejes, que suponemos fijos en el Universo, y que se toman como referencia para medir la distancia a la que se encuentra el objeto. Ejemplo: una estación de metro es el sistema de referencia para los vagones que se mueven dentro de ella. Si hablamos de un automóvil que se mueve, en realidad estamos usando un sistema de referencia. En este caso sería el suelo, la porción de la superficie de

la tierra en donde se desplaza el automóvil. Mientras una roca permanece en su lugar en el suelo, el automóvil va ocupando sucesivamente distintas posiciones respecto del suelo.

15. Móvil: En esencia, un móvil es aquello que tiene movilidad que no está fijo o quieto. Ejemplo: Un móvil puede ser un juguete destinado a los niños menores de cinco meses, formado por un palo del que penden distintos adornos o figuras. Estas figuras, de diversos colores, se mueven gracias a las corrientes de aire o al impulso que le da alguien. 16. Rapidez: la rapidez es la velocidad o aquel movimiento acelerado que presenta u ostenta determinada máquina, 19

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Tema del día Glosario de términos.

elemento, entre otros. Ejemplo: el sistema de turbo inyección con el cual cuenta mi automóvil le otorga una increíble velocidad a este. 17. Trayectoria: la trayectoria es el recorrido que describe un objeto que desplaza por el espacio. Ejemplo: Una bala impulsada por un arma, por ejemplo, describe una trayectoria, que puede ser rastreada o supuesta por un especialista. 18. Tiempo: El tiempo como la separación de los acontecimientos que son sometidos al cambio. Es también comprendido como un flujo de sucesos. De esta manera los acontecimientos son organizados en secuencias, permitiendo

determinar el futuro, el presente y el pasado. Ejemplo: “Tendría que pasar por la casa de Marcos, pero no tengo tiempo", "Quieres ir a desayunar? Tenemos tiempo de sobra", "Ya no hay más tiempo para esperar: dile a Grontter que rechazamos su propuesta” 19. Velocidad: Es una magnitud física, a partir de la cual se puede expresar el desplazamiento que realiza un objeto en una unidad determinada de tiempo. La velocidad es representada mediante el símbolo V, y la unidad de medida dentro del Sistema Internacional es el m/s. Ejemplo: velocidad puede ser realizar todos los abdominales posibles en un tiempo de 30 segundos. 20

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Tema del día Glosario de términos.

20. Aceleración: La aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo. Ejemplo: Un auto recibe una aceleración cuando su velocímetro indica un aumento en un determinado instante. Por ejemplo, si un auto lleva una velocidad de 50 km/h y después de 1 segundo el velocímetro cambia a 55 km/h se puede decir que su velocidad varió 5 km/h en 1 segundo. En otras palabras, el concepto de aceleración siempre se relaciona con un cambio en la velocidad. 21. Aceleración de Gravedad: La Aceleración de un cuerpo que cae en el campo gravitatorio de la tierra libremente.

También llamada aceleración gravitatoria. Ejemplo: Otra manera de ver esto es cuando tomas un lápiz y lo sueltas. Observarás que el lápiz cae cada vez más rápido en dirección al suelo, lo que significa que la velocidad del lápiz está variando. Este fenómeno tiene que ver con la interacción gravitacional entre el lápiz y la Tierra. Usualmente se dice que el lápiz cayó por la fuerza de gravedad. La razón de cambio asociada a la velocidad en este movimiento se conoce como aceleración de gravedad.

Física al día Pasatiempo

Encuentra en la sopa de letras las siguientes palabras.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

W R

A B

A W T

M W Y

A Ñ

A O

D A

A Q

Ñ O Q V W X

W A

N C

A V

D W

Función. Mach. Mecánica. Movimiento. Sistema de referencia. Distancia. Gráfica. Cinemática.

9. Móvil. 17. Pendiente. 10. Rotación. 18. Inversa. 11. Rapidez. 19. Directa. 12. Trayectoria. 20. Recta. 13. Tiempo. 14. Velocidad. 15. Aceleración. 22 16. Aceleración de gravedad.

Física al día

Referencias bibliográficas. La revista ´´Física al Día´´ fue realizada gracias con la contribución de las siguientes páginas web:

http://compendiodefisica.carpetapedagogica.com/2013/02/clasifi cacion-de-los-movimientos.html http://fisicacinematicadinamica.blogspot.com/2009/12/movimien to-rectilineo-uniformemente.html http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Fisica/Rapidez.html http://definicion.de/gravedad/

http://www.definicionabc.com/general/rapidez.php#ixzz3V1pPa XzV http://www.definicionabc.com/general/aceleracion.php#ixzz3V1s GvMJI