¿Qué es la aceleración en física? | Cambio de velocidad y dirección

Índice

1. Introducción
2. Primer concepto: Cambio de velocidad
   • 2.1 Ejemplo 1: Velocidad constante
   • 2.2 Ejemplo 2: Cambio de dirección
3. Definición de aceleración
   • 3.1 Fórmula de la aceleración
   • 3.2 Unidades de la aceleración
4. Aceleración y cambio de velocidad
5. Cálculo de la aceleración
   • 5.1 Ejemplo 1: Objeto en reposo
   • 5.2 Ejemplo 2: Velocidad final mayor a cero
6. Propiedades de la aceleración
   • 6.1 Dirección de la aceleración
   • 6.2 Más conceptos sobre la aceleración

Concepto de Aceleración: Cambio de Velocidad

La aceleración es un concepto fundamental en la física que está relacionado con el cambio de velocidad de un objeto. A menudo, asociamos la aceleración con altas velocidades, pero en realidad, la aceleración solo ocurre cuando hay un cambio en la velocidad.

1. Introducción

Cuando estamos en un automóvil que está detenido y acelera rápidamente para ganar velocidad, somos empujados hacia atrás contra nuestro asiento. Y cuando se aplican los frenos, somos empujados hacia adelante. O cuando tomamos una curva cerrada a la derecha, somos empujados hacia la izquierda. Todas estas son situaciones en las que estamos acelerando. Seguramente todos hemos experimentado esto, ya sea en un automóvil, un autobús o mientras conducimos una motocicleta. En pocas palabras, cuando la velocidad cambia, tenemos aceleración.

2. Primer concepto: Cambio de velocidad

Para comprender mejor qué es la aceleración, vamos a presentar dos ejemplos. En el primer ejemplo, un automóvil viaja en línea recta a una velocidad constante de 80 kilómetros por hora. En el segundo ejemplo, un avión viaja en línea recta a una velocidad constante de 1,000 kilómetros por hora. ¿En cuál de estos casos crees que se produce aceleración?

2.1 Ejemplo 1: Velocidad constante

En el primer ejemplo, el automóvil viaja a una velocidad constante de 80 kilómetros por hora. En este caso, la velocidad no está cambiando en absoluto, por lo tanto, no hay aceleración involucrada.

2.2 Ejemplo 2: Cambio de dirección

En el segundo ejemplo, el avión también viaja a una velocidad constante de 1,000 kilómetros por hora, pero cambia de dirección. Aunque la velocidad se mantiene constante, la dirección está cambiando, lo que significa que la velocidad está cambiando. Por lo tanto, hay aceleración en este caso.

3. Definición de aceleración

La aceleración se define como la tasa de cambio de la velocidad. En términos de fórmula, la aceleración puede escribirse como "cambio en la velocidad" dividido por "el tiempo transcurrido". Si la velocidad de un objeto cambia desde un valor inicial U hasta un valor final V en un tiempo t, entonces la aceleración "a" se puede escribir como "V menos U" dividido por t.

4. Aceleración y cambio de velocidad

La aceleración solo existe cuando hay un cambio en la velocidad. Si un cuerpo se mueve desde el reposo y alcanza una velocidad de 20 kilómetros por hora en cinco segundos, hay aceleración involucrada. En otro escenario, si un cuerpo se mueve a 30 kilómetros por hora y luego cambia de dirección, manteniendo una velocidad constante de 30 kilómetros por hora, también habrá aceleración debido al cambio de dirección.

5. Cálculo de la aceleración

Ahora que entendemos qué es la aceleración, veamos cómo se calcula. La aceleración se define como la tasa de cambio de la velocidad y puede calcularse mediante la fórmula "cambio en la velocidad dividido por el tiempo transcurrido". Veamos un ejemplo para comprenderlo mejor.

5.1 Ejemplo 1: Objeto en reposo

Supongamos que un objeto está en reposo inicialmente en el punto "a". Luego se desplaza hacia la derecha y alcanza la velocidad de "10 metros por segundo" en cinco segundos. ¿Cuál será la aceleración en el punto "b"?

Utilicemos la fórmula para obtener la respuesta. La velocidad inicial "U" es cero metros por segundo, ya que el objeto está en reposo. La velocidad final "V" es de 10 metros por segundo. Y el tiempo transcurrido "t" es de 5 segundos. Por lo tanto, la aceleración "a" será igual a "10 metros por segundo" menos "cero metros por segundo", dividido por 5 segundos. Esto resulta en 2 metros por segundo al cuadrado.

5.2 Ejemplo 2: Velocidad final mayor a cero

Supongamos ahora que un objeto se mueve a una velocidad constante de 30 kilómetros por hora y luego cambia de dirección, manteniendo la misma velocidad de 30 kilómetros por hora. ¿Habrá aceleración en este caso?

La respuesta es sí. Aunque la velocidad es constante, la dirección está cambiando, lo que significa que la velocidad también está cambiando. La única constante en este ejemplo es la velocidad, pero la velocidad cambia a medida que cambia la dirección. Por lo tanto, hay aceleración en este caso.

6. Propiedades de la aceleración

La aceleración es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene magnitud y dirección. En el caso de la aceleración y la velocidad, ambas tienen la misma dirección.

Hay muchos conceptos importantes sobre la aceleración que cubriremos en los próximos videos.