Definición de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
La
aceleración es un tipo de movimiento frecuente en la naturaleza. Una bola que
rueda por un plano inclinada o una piedra que casi en el vacío desde lo alto de
un edificio son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un
modo aproximadamente uniforme, es decir con una aceleración
constante.
Cuando se habla de aceleración no se puede dejar de
mencionar a los Dragster, vehículos automotrices de cuatro ruedas,
especializados en las competencias deportivas llamadas arrancones. La
competencia se basa solo en la máxima aceleración de los vehículos; su
circulación en carreteras públicas está prohibida. Las llantas traseras son las
que normalmente tienen la propulsión y son mucho más grandes que las delanteras,
se les conoce también como slicks. El frenado se realiza por paracaídas. Tiene
tendencia a realizar “caballitos” inesperados, perdiendo el control del
vehículo, por lo que son muy peligrosos de conducir. Deben de recorrer
402.25m desde 0 en menos de 10 segundos. Pueden alcanzar más de 500 km/h en
pocos segundos. La distancia más común por recorrer es el cuarto de milla
(402.25).
El movimiento uniforme acelerado, “en
tiempos iguales, adquiere iguales incrementos de
rapidez”.
En este tipo de movimiento sobre la partícula u objeto
actúa una fuerza que puede ser externa o interna.
En este movimiento la
velocidad es variable, nunca permanece constante; lo que sí es constante es
la aceleración.
Se entendería como aceleración
a la variación de la velocidad con
respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud (rapidez), en la
dirección o en ambos.
Las variables que entran en juego, con sus respectivas
unidades de medida, al estudiar este tipo de movimiento
son:
Para efectuar los cálculos se emplearán las siguiente
formulas:
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Consejos o
datos para resolver problemas:
la primera condición será obtener los valores numéricos
de tres de las cinco variables. Definir la ecuación que refleje esas tres
variables. Despejar y resolver numéricamente la variable
desconocida.
Tener cuidado, en algunas ocasiones un dato puede venir
oculto, por ejemplo:
“un móvil que parte del reposo…”, significa que su
velocidad es vi=0;
“en una prueba de frenado…”,
significa que su velocidad final es vf=0
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Ejemplo 1
Un tren viaja en dirección hacia el sur inicialmente a
16m/s. Si
recibe una aceleración constante de
2
m/s2
¿Qué tan lejos llegará al cabo de 20
m/s2?
¿Cuál será su velocidad final en
el mismo tiempo?
Los datos que se tienen son:
Se conocen tres de las cinco variables y se aplicarán
las fórmulas. Primero se buscará la distancia que recorrerá durante los 20
segundos.
Se calculará la velocidad final del tren, transcurridos
los 20 segundos:
Conclusión:
Si el tren que viaja a 16m/s,
es acelerado
a 2 m/s2,
recorrerá 720
metros durante 20 segundos y
alcanzará una velocidad de 56
m/s.
Ejemplo 2.
Un cuerpo se mueve, partiendo
del reposo, con una aceleración
constante de 8 m/s.
Calcula:
a) La velocidad que tiene al cabo de
5s.
b) La distancia
recorrida, desde el reposo, en los primeros 5s.
Los datos que se tienen son:
Se calcula la velocidad final después de 5
segundos:
Se calcula la distancia que recorrerá después de 5
segundos:
