Un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) es un tipo de movimiento en que un cuerpo rígido se mantiene a velocidad constante y su trayectoria es una línea recta.
De acuerdo con la primera ley de Newton, el cuerpo se mueve a lo largo de una trayectoria rectilínea (o permanece en reposo) cuando no hay ninguna fuerza que actúe sobre el cuerpo o las fuerzas que actúan se equilibren entre sí.
Características del movimiento
Las principales características de movimiento rectilíneo uniforme son:
El vector velocidad es constante, lo que significa que su dirección (y sentido) son independientes del tiempo. Por tanto, la velocidad inicial es igual a la velocidad final.
La aceleración es cero
El valor absoluto del desplazamiento (cambio de posición) es igual a la distancia recorrida por el cuerpo y se describe en función del tiempo transcurrido y la velocidad.
La velocidad puede ser cero (reposo), positiva o negativa. Por lo tanto, el movimiento puede tener dos direcciones: una velocidad negativa representa un movimiento en sentido contrario al sentido que hemos aceptado como positivo.
Fórmula del MRU
Dado que la velocidad en un movimiento uniforme no depende del tiempo, es decir, el cambio de posición a intervalos regulares de tiempo es constante. La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es rectilínea, siempre que la velocidad sea constante.
La fórmula para calcular la distancia (recorrido en función del tiempo y velocidad) en un movimiento rectilíneo uniforme es:
Δx=v · Δt
Al mismo tiempo, también se puede expresar la velocidad en función del recorrido y el tiempo:
v=Δx / Δt
Donde:
Δx es el espacio recorrido. En el sistema internacional de medidas se expresa en metros (m)
v representa la velocidad del sólido rígido. En unidades del SI se expresa en metros por segundo (m/s)
Δt es el incremento de tiempo (el tiempo transcurrido) expresado en segundos (s) si utilizamos en SI de medidas.
10 Ejemplos de movimientos rectilíneos uniformes
Aquí tienes diez ejemplos de movimiento rectilíneo uniforme (MRU):
Coche en una autopista: Si conduces un coche a una velocidad constante en una autopista recta y nivelada, estás experimentando un MRU.
Tren en una vía recta: Cuando un tren se mueve a lo largo de una vía recta sin acelerar ni desacelerar, se trata de un movimiento rectilíneo uniforme.
Avión en vuelo nivelado: Cuando un avión mantiene una altitud y velocidad constante durante un tramo de su vuelo, está realizando un MRU en la dirección de su trayectoria.
Movimiento de una pelota rodando por el suelo: Si empujas una pelota sobre una superficie plana y sin obstáculos, y esta se mueve a una velocidad constante en línea recta, se comporta como un ejemplo de MRU.
Ciclista en una carretera recta: Si un ciclista pedalea a una velocidad constante en una carretera sin pendientes ni cambios en la velocidad, está realizando un MRU.
Caminar a paso constante: Cuando caminas a una velocidad constante en una dirección recta, tu movimiento es un ejemplo de movimiento rectilíneo uniforme.
Ascensor en movimiento: Cuando un ascensor se desplaza verticalmente a una velocidad constante, su movimiento es un MRU en la dirección vertical.
Barco en aguas tranquilas: Si un barco se mueve a una velocidad constante en un cuerpo de agua sin corrientes ni olas, su movimiento será un MRU.
Desplazamiento de un proyectil en el vacío: Si ignoramos la resistencia del aire, un proyectil que se lanza horizontalmente experimenta un movimiento rectilíneo uniforme en la dirección horizontal.
Movimiento de una partícula en una línea recta bajo la influencia de una fuerza constante: En la física, se estudian casos de MRU en los que una partícula se mueve bajo la influencia de una fuerza constante en línea recta.
Ejercicios resueltos sobre el movimiento rectilíneo uniforme
Ejercicio resuelto 1
Un coche viaja a una velocidad constante de 80 km/h durante 2 horas. ¿Cuál es la distancia total recorrida por el coche?
Solución:
Primero, convertimos la velocidad de 80 km/h a metros por segundo (m/s), ya que queremos la velocidad en unidades del Sistema Internacional (SI):
1 km = 1000 m 1 h = 3600 s
Velocidad en m/s = (80 km/h) * (1000 m/km) / (3600 s/h) = 22.22 m/s (aproximadamente)
Ahora, podemos usar la fórmula del MRU:
Distancia (d) = Velocidad (v) * Tiempo (t)
d = 22.22 m/s * 2 horas = 44.44 m/s * 7200 s = 160,000 metros
Así que el coche recorre una distancia total de 160,000 metros o 160 kilómetros.
Ejercicio resuelto 2
Un avión viaja a una velocidad constante de 500 m/s durante 30 segundos. ¿Cuál es la distancia recorrida por el avión en ese tiempo?
Solución
Aquí no necesitamos convertir unidades, ya que la velocidad ya está en metros por segundo (m/s).
Utilizamos la fórmula del movimiento rectilíneo uniforme:
Distancia (d) = Velocidad (v) * Tiempo (t)
d = 500 m/s * 30 s = 15,000 metros
Por lo tanto, el avión recorre una distancia de 15,000 metros en 30 segundos.
Ejercicio resuelto 3
Un ciclista se desplaza a una velocidad constante de 10 m/s durante 40 segundos. ¿Cuál es la distancia total que recorre el ciclista?
Solución
Usamos la fórmula del MRU:
Distancia (d) = Velocidad (v) * Tiempo (t)
d = 10 m/s * 40 s = 400 metros
El ciclista recorre una distancia total de 400 metros.
Estos son ejemplos simples de ejercicios resueltos de MRU. En cada caso, utilizamos la fórmula d = vt, donde "d" es la distancia, "v" es la velocidad y "t" es el tiempo. Asegúrate de entender cómo aplicar esta fórmula para resolver problemas de MRU.
Ejercicio resuelto 4
Un tren sale París en dirección Barcelona. ¿Qué velocidad mediana debe llevar para llegar en 11 horas? La distancia entre ambas ciudades es de 1040 km.
Solución
Aplicando la ecuación Δx=v·Δt nos interesa aislar la velocidad, por lo tanto:
v=Δx/Δt
Sustituimos los valores y tenemos que
v=1040 km / 11 h
Por lo tanto, la velocidad mediana a la que el maquinista debe mantener el tren es de 94,55 km/h.