Aceleración en Física 1

La mayoría de los movimientos que se observan en la vida cotidiana, son bastante más complejos que el movimiento rectilíneo uniforme, por ejemplo:

-Cuando una persona viaja en un taxi que se desplaza a lo largo de una carretera recta, se puede observar que, conforme empieza a moverse, el velocímetro marca a cada instante un valor de velocidad (rapidez) mayor

-Asimismo, conforme el taxi llega a su destino, el velocímetro marca en cada momento un valor de velocidad cada vez menor hasta llegar al reposo

Ante estas situaciones nos interesa saber qué tan aprisa cambia la magnitud de la velocidad (rapidez), si un conductor en otro taxi quisiera rebasar al taxi en donde viajas, durante el arranque tendría que aumentar el valor de su velocidad en el menor tiempo posible

Esto es, dicho taxi tendría que tener un mayor cambio del valor de velocidad en el mismo intervalo de tiempo que el de tu taxi, entonces tenemos que la aceleración es:

Matemáticamente la aceleración se expresa por:

En donde:

El cambio de velocidad

En donde:

Cabe resaltar que la aceleración es una magnitud vectorial que tienen la misma dirección y el mismo sentido que el cambio de velocidad, como lo muestra la siguiente imagen:

La unidad de aceleración es una unidad de velocidad dividida por una unidad de tiempo, por lo tanto, una unidad de longitud dividida entre una unidad de tiempo al cuadrado, es decir m/s² en el SI

Cuando la trayectoria del móvil es una línea recta, la magnitud de la aceleración se calcula por medio de las ecuaciones siguientes:

En donde:

De acuerdo con lo anterior, para calcular la aceleración de un objeto hay que tomar la diferencia entre su velocidad final y su velocidad inicial, y dividir dicha referencia entre el tiempo transcurrido

Por ejemplo:

Problema

-Una moto que se mueve a 20 m/s aumenta su valor de velocidad a 25 m/s en 5 s

-¿Cuál es su valor de aceleración?

Solución

Este valor indica que la moto aumenta el valor de su velocidad en 1 m/s cada segundo

Si la moto que se mueve a 25 m/s disminuye su valor de velocidad a 15 m/s, en 5 s tendrá un valor de aceleración igual a:

Este valor indica que la magnitud de la velocidad disminuyo a un ritmo de 2 m/s cada segundo

Con base en estos resultados, el término aceleración se aplica a qué tan aprisa aumenta o disminuye la velocidad en un cierto tiempo

Los frenos de un auto pueden producto una gran disminución por segundo del valor de la velocidad

Con frecuencia a esto se le conoce como desaceleración o aceleración negativa, el terminó aceleración se aplica tanto a los cambios en los valores de la velocidad (rapidez) como a los cambios en la dirección y el sentido de la velocidad, por ejemplo:

-Una camioneta que viaja en una carretera se encuentra una curva y la recorre con una rapidez constante de 80 km/h, los pasajeros sentirán el efecto de la aceleración como una tendencia a inclinarse hacia el exterior de la curva

-La camioneta recorre la curva con rapidez constante, pero su velocidad nos era contante porque su dirección está cambiando a cada instante

La aceleración será mayor entre más grande sea el cambio de dirección y entre menor sea el tiempo en que éste se produzca

Ejemplo:

Problema

-Un tráiler en una carretera recta acelera de 2.18 m/s a 16.66 m/s en 8.0 s

-¿Cuál es el valor de aceleración en dicho intervalo?

Solución

-Datos

-Formula

-De la definición de aceleración:

-Sustitución

-Resultado