En la selva o ambiente silvestre podemos ver a los animales salvajes persiguiendo a su presa que huye despavorida con velocidad de escape que se supone sea mayor que la de su atacante. Sin embargo, la trayectoria debería ser aleatoria para despistar a la Cheetah y su velocidad es variable (rápida, lenta, detenida). En este post supondremos que Esta Cheetah persigue a un venado con una velocidad constante y en línea recta hasta alcanzarlo y ser devorado en el bosque.
| En el supuesto que el Cheetah depredador alcance una rapidez constante, unos 25 m/s, es decir que recorre 25 metros cada unidad de tiempo (1 s), entonces estaríamos tratando un movimiento rectilíneo uniforme. Nada nuevo en el campo de la Física clásica, pero nos va a mostrar que el Cheetah recorre distancias similares en intervalos de tiempos iguales. |
En este caso, la Cheetah se desplaza desde la ubicación relativa a un punto fijo establecido desde el origen 0 m hasta 50 m en un intervalo de tiempo de
T = 2 s, por lo que la velocidad sería
V = X/T, V = 50 m/2 s = 25 m/s.
En el supuesto del movimiento uniforme de la Cheetah detrás del venado, éste animal depredador se desplazará con una velocidad constante equivalente a la pendiente calculada de la gráfica anterior Posición-Tiempo, así que se deberían obtener valores constantes de velocidad en cada intervalo de tiempo. En la siguiente gráfica podemos observar que la velocidad de la Cheetah tiene un valor constante formando una línea horizontal.
| En este problema de movimiento respecto a un punto de origen 0 m (marco de referencia) es imprescindible reconocer 3 parámetros: posición dentro del marco de referencia o sistema de coordenadas, el parámetro temporal con intervalo de 1 segundo y la relación entre la distancia recorrida por la Cheetah durante cada unidad de tiempo. |
Para estos cálculos usamos los datos que disponemos:
| Posición [m] |
Tiempo [s] |
Velocidad [m/s] |
| 75 |
3 |
? |
Aplicamos la ecuación para calcular la velocidad de la Cheetah:
V = X/T = 75 m/3 s
V = 25 m/s
Ahora, consideremos que el venado huye en línea recta a una velocidad constante de 15 m/s y la distancia que lo separa de la Cheetah es de 400 metros. ¿Cuánto tiempo transcurrirá hasta que la Cheetah de alcance al venado?
VCheetah = 25 m/s
VVenado = 15 m/s
XVenado-Cheetah = 400 m
| La velocidad de 25 m/s indica que la Cheetah se desplaza 25 metros en 1 segundo, mientras que la velocidad del venado es de 15 m/s, es decir que recorre 15 metros cada 1 segundo. Si establecemos otro marco de referencia entre el Cheetah y el Venado, nos damos cuenta que la Cheetah se acercará 10 metros por cada intervalo de tiempo de 1 segundo. |
Si consideramos esta aproximación, podemos aplicar una simple regla de tres para tener un resultado inicial para el encuentro del depredador y su presa.
10 metros en 1 segundo
400 metros en ¿cuántos segundos?
(400 m.1 s)/10 m
40 s
Volvemos a la primera gráfica de Posición-Tiempo, tanto de la Cheetah como la del Venado en cierto periodo de tiempo.
En un movimiento en línea recta con estos animales (móvil) moviéndose con velocidad constante, si se establece un punto de referencia para la posición inicial y con una separación de 400 metros, llegará el momento que se encuentren porque el Venado tiene una velocidad relativa menor en 10 m/s.
Aporte del Post
En Física, el movimiento relativo de los objetos respecto a un punto inicial inmóvil siempre nos condicionará el análisis del problema planteado y en este caso donde existen diversos parámetros a considerar (posición, tiempo y velocidad) podemos analizar diversas situaciones de encuentro de estos 2 móviles (Cheetah y Venado). Es importante considerar el sistema de referencia para realizar los cálculos pertinentes a la velocidad (relativa o instantánea). |
Texto original de @azulear
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