Aceleración

La aceleración es una magnitud física con la que se representa la rapidez de en la variación en la velocidad de una partícula. Explicamos qué es la aceleración, sus tipos, fórmulas, ejemplos y más.

¿Qué es la aceleración?

La aceleración es una magnitud con la que se indica el cambio de velocidad de un objeto por una unidad de tiempo. Considerando que se trata de una magnitud vectorial, en otras palabras, que cuenta con una dirección, la aceleración presenta esta característica. Por lo general se usa el signo y la unidad de medida del Sistema Internacional (SI) en m/s2 para su representación, es decir, metros por segundo cuadrado.

La aceleración debe su origen a un concepto de los estudios de mecánica desarrollados por Isaac Newton, donde se enseñaba que un objeto va a conservar su movimiento rectilínea y uniforme (MRU) con la excepción que fuerzas que conlleven a una aceleración actúen sobre ese objeto.

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Con relación a las fuerzas mencionadas, es posible que causen aceleraciones que provoquen un aumento en la velocidad o una disminución para el objeto en cuestión. Es clave que se haga el análisis con vectores, pues definir direcciones es indispensable. Un ejemplo de lo anterior, es que si se define con una dirección positiva el movimiento, la aceleración positiva va a significar siempre que la velocidad aumente. De todos modos, una aceleración negativa pueda indicar que se da una disminución de la velocidad hacia el este, o en su defecto que ocurre un incremento en la dirección oeste.

Cuando un objeto presenta cambios en la aceleración por un periodo de tiempo determinado, se puede estimar entonces que hay una aceleración media, lo cual es un promedio entre las aceleraciones a las que se ve sometido durante un rango temporal específico.

Aceleración

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Fórmula de la aceleración

De acuerdo con la mecánica clásica la aceleración es una variación de la velocidad de un cuerpo en el tiempo.

Desde la matemática se comprende como:

a = dv / dt

  • a corresponde a la aceleración
  • dv es la diferencia que hay entre las velocidades
  • dt es el tiempo en el que ocurre la aceleración

Para ser precisos dv y dt son definidas como:

dv = vf – vi

  • Vf es la velocidad final
  • Vi es la velocidad inicial que tiene el móvil

Con la diferencia entre ambas se va a indicar la dirección que tiene la aceleración.

dt = tf – ti

  • tf es el tiempo final
  • ti es el tiempo inicial que tiene el móvil

Sólo en los casos en los que se determine lo contrario, el tiempo inicial casi siempre será de 0 segundos.

Por otro lado, hay una relación proporcional entre la fuerza (F), la cual es aplicada a un objeto que tiene una masa (m) y una aceleración (a) que adquiere. Para describir esta fórmula se usa la segunda ley de Newton, es decir:

F = m.a la cual permite deducir que a = F / m

Diferencia entre velocidad y aceleración

Son conceptos que se confunden con frecuencia, pero son diferentes. La velocidad se refiere a la cantidad de distancia que un objeto consigue recorrer por cada unidad de tiempo, razón por la cual se emplean unidades como m/s. La aceleración corresponde a una variación en la velocidad en una unidad de tiempo, motivo por el que su unidad es de m/s2, para dar un ejemplo.

Unidades de aceleración

Las unidades de aceleración que se usan son:

  • Sistema internacional (SI) – 1 m/s2
  • Sistema cegesimal – 1 cm/s2 = 1 Gal

Signos de la aceleración

Cuando la velocidad incrementa en un módulo se dice que el movimiento es acelerado, pero si la velocidad decrece se define como desacelerado. Para un movimiento acelerado la velocidad y la aceleración van a contar con la misma dirección. Por otro lado, en un movimiento desacelerado, la dirección será opuesta entre la velocidad y la aceleración. Si es un movimiento de caída libre vertical, para el cuerpo que asciende desacelera, mientras que, si el cuerpo desciende, acelera.

Ejemplos de aceleración

  • Pelota de billar – Es un objeto que va acelerarse una vez el taco lo golpee. Si se conoce la fuerza que el taco brinda y la masa que la pelota tiene, se puede obtener su aceleración.
  • Tren – Al conocer la velocidad de un tren antes de empezar a frenar, al igual que el tiempo que requiere para que llegue a una velocidad nula, es posible que se estime su desaceleración o aceleración negativa.
  • Lanzamiento de un objeto – Si una masa se tira desde un balcón, tendrá una velocidad inicial cero, pero a causa de la gravedad, la velocidad a la que caerá tendrá una velocidad que se incrementará según pasen las unidades de tiempo, para llegar a su punto máximo al chocar contra el piso. Si la velocidad final se conoce, además del tiempo que le toma caer, se puede obtener la aceleración (que es la de la gravedad).

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