Análisis del Movimiento Rectilíneo Uniforme

Como están conduciendo sobre la misma vía de tránsito, llegará el momento preciso en que tendrán una situación de encuentro que en Física se conoce como cruce.

Los móviles que se desplazan en sentido contrario recorren cierta distancia hasta cruzarse, para ello habrá transcurrido un tiempo específico que denominaremos tiempo de encuentro. En este ejemplo, tenemos presente la variable Física llamada "distancia" que es un escalar, ya que estamos tratando el movimiento en una dimensión y no nos referiremos al término "desplazamiento" que se relaciona con un vector.

La distancia que separa a ambos conductores es de 510 m. Como dato adicional, cada uno de los móviles se desplazan con cierta rapidez, así que el conductor de la bicicleta viaja con una rapidez de 5 m/s (V_b = 5 m/s) mientras que el motociclista se desplaza con una rapidez de 12 m/s (V_m = 12 m/s), resaltando que la rapidez es el módulo de la velocidad y no tiene signo que indique si va en una dirección u otra.

V = d/t; d = 510 m; t = d/V; Vb = 5 m/s; Vm = 12 m/s

En su trayectoria llegará el instante que se cruzarán en un punto de encuentro. Como la motocicleta se desplaza con una velocidad constante mayor que la que trae el ciclista, recorrerá más distancia que la bicicleta en esos 510 m que los separa.

La distancia recorrida por cada uno de los conductores es directamente proporcional a la rapidez de cada móvil:

d = 510 m d = d_b + d_m = 510 m

Recordemos que se trata de un movimiento rectilíneo uniforme

d_b = V_b ⋅ t_b

d_m = V_m ⋅ t_m

Las velocidades de cada móvil son conocidas, pero el tiempo de encuentro para el cruce de los conductores sigue siendo una incógnita.

Analizando la situación presentada en este tipo de movimiento es evidente que a pesar que los móviles recorran distancias diferentes y que tengan una rapidez relativa distinta, ellos tienen un parámetro en común que es el tiempo de encuentro y además tiene el mismo valor.

En la siguiente seguidilla de imágenes, simulo el movimiento de cada móvil, acercándose uno hacia el otro con el detalle que la moto recorre mayor distancia al tener mayor rapidez.

Con este análisis de la situación de encuentro, el tiempo de recorrido de la bicicleta es el mismo tiempo de recorrido de la moto, t_b = t_m = t_e (t_e: tiempo de encuentro)

Reescribimos las ecuaciones anteriores:

d_b = 5 m/s ⋅ t_e

d_m = 12 m/s ⋅ t_e

d = d_b + d_m = 510 m 5 m/s ⋅ t_e + 12 m/s ⋅ t_e = 510 m 17 m/s ⋅ t_e = 510 m

El tiempo de encuentro calculado es de:

t_e = 510 (m)/17 (m/s)

t_e = 30 s

Ciclista	Motorizado	Tiempo de cruce
Vb = 5 m/s	Vm = 5 m/s	30 s
db = 150 m	dm = 360 m	30 s

de esta manera hemos analizado el movimiento rectilíneo uniforme de 2 móviles que se mueven con velocidad constante en línea recta sobre una carretera y con sentido contrario, por lo que en algún instante de tiempo se cruzarán en su trayectoria.