Problema resuelto de cinemática MRU: Tres ciclistas que se cruzan en el camino

¡Hola a todos! Hoy, siguiendo con nuestras publicaciones sobre las diferentes materias que vemos en la plataforma Bits de Ciencia, le tocó el turno a la física; específicamente al fascinante mundo del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU).

Estuve revisando cuáles eran las preguntas más frecuentes que se hacen con respecto a este tema, como las dudas más clásicas en los exámenes de ingreso a la universidad. Por eso, estoy haciendo este artículo esperando poder responder a todas ellas de una forma sencilla, amigable y como si estuviéramos charlando cara a cara. Sin más, ¡empecemos!

Comprendiendo el Problema de los Tres Ciclistas

Imagina que estás organizando una carrera en una carretera recta y larga. Las cosas ocurren por turnos, y diferentes personajes se van cruzando a lo largo del trayecto. Vamos a leer con atención el enunciado oficial del problema:

«Del punto A parte un ciclista hacia el punto B con una velocidad de \(10\) metros por segundo. \(12\) segundos después parte un segundo ciclista en el mismo sentido con la misma velocidad. Un tercer ciclista que viene de B se cruza con el primer ciclista, y \(3\) segundos después se cruza con el segundo ciclista. ¿Cuál es la velocidad del tercer ciclista?»

A simple vista parece un acertijo complicado porque involucra a tres personas moviéndose al mismo tiempo, pero la clave está en analizar los encuentros por partes, utilizando la fórmula básica de distancias y tiempos en el MRU.

Fundamentos Teóricos: La Base del MRU

En el Movimiento Rectilíneo Uniforme, la velocidad es constante (no hay aceleración). La distancia (\(d\)) que recorre cualquier móvil se calcula multiplicando su velocidad (\(v\)) por el tiempo transcurrido (\(t\)):

\[d = v \cdot t\]

Cuando dos objetos viajan en sentido contrario, sus velocidades se suman para calcular el tiempo de encuentro. Cuando viajan en el mismo sentido, las velocidades se restan (velocidad relativa).

Diagrama de Flujo del Proceso de Resolución

Para visualizar cómo estructurar la solución paso a paso de este problema con múltiples ciclistas, observa el siguiente esquema lógico:

           [ Inicio: Análisis de Encuentro de Tres Ciclistas ]
                                │
        [ Identificar Datos: Ciclista 1 (v = 10 m/s), Retraso = 12s ]
                                │
             ┌──────────────────┴──────────────────┐
             │ Fase 1: Encuentro del Tercer Ciclista  │
             │ con el Primer Ciclista              │
             └──────────────────┬──────────────────┘
                                │
             ┌──────────────────┴──────────────────┐
             │ Fase 2: Encuentro del Tercer Ciclista  │
             │ con el Segundo Ciclista (3s después)│
             └──────────────────┬──────────────────┘
                                │
            [ Plantear Ecuaciones de Posición y Distancia ]
                                │
             [ Calcular la Velocidad del Tercer Ciclista ]
                                │
                          [ FinProceso ]

Explicación en Video Paso a Paso

Para ver el desarrollo completo en la pizarra, el planteamiento de las ecuaciones y la resolución algebraica detallada paso a paso, te comparto el video explicativo en nuestro canal oficial de YouTube:

Este tema es muy interesante, y por ello lo vamos a seguir viendo a detalle. Tenemos muchísimos problemas preparados para que puedas conocer todos los casos típicos de los exámenes.

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Bits de Ciencia Oficial
Edwin W.