Física para 1ro A – 6ta actividad

LA VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD Y LA ACELERACIÓN

Cuando un cuerpo se mueve, lo más probable es que su velocidad cambie.

En la vida diaria se suele decir que un objeto acelera cuando aumenta su rapidez. Pero en física, se dice que un cuerpo está acelerado cuando se modifica cualquiera de las propiedades de su velocidad: intensidad, dirección o sentido.

Para saber cómo cambió la velocidad de un cuerpo a lo largo de un camino, resulta útil representar gráficamente la magnitud física denominada “variación de velocidad” (v), mediante el siguiente procedimiento:

  1. A partir de un punto cualquiera, se dibuja una flecha que represente la velocidad al principio del camino considerado (vi).
  2. A partir del mismo punto se dibuja una flecha que represente la velocidad al final del camino (vf)

La longitud de estas flechas debe ser proporcional a la intensidad de la velocidad que representan. Por ejemplo: si la intensidad de la velocidad al final del camino es el doble que al principio, la segunda flecha será el doble de larga que la primera.

  • Se representa la variación de la velocidad (Δv) dibujando otra flecha desde el extremo de la flecha que representa la velocidad inicial (vi) hasta el extremo de la que representa la velocidad final (vf)

Un auto pasa por una cuadra, mientras su conductor aprieta el acelerador un poco más a fondo. Cuando el conductor presiona el acelerador, el único cambio que se produce en la velocidad del auto es el aumento de su intensidad.

En la figura se representa el auto al principio y al final de la cuadra y las flechas que representan su velocidad en cada una de esas posiciones. Las dos flechas tienen la misma dirección y sentido. La flecha que representa la velocidad final de la cuadra es más larga, porque en esa posición la intensidad de la velocidad es mayor. En la parte inferior de la figura se representó la variación de la velocidad (Δv).
  • Cuando el único cambio es el aumento de la intensidad de la velocidad, la variación de la velocidad (Δv) tiene la misma dirección y sentido que la velocidad.
Si un auto viaja en línea recta y el conductor presiona el freno, el único cambio en la velocidad es la disminución de la intensidad. Repitiendo el procedimiento anterior. En este caso resulta una flecha hacia atrás.
  • Cuando el único cambio es la disminución de la intensidad de la velocidad, la variación de la velocidad (Δv) tiene la misma dirección que la velocidad, pero sentido opuesto.

ACELERACIÓN

Cuando la velocidad varía, es necesario tener en cuenta el tiempo empleado en producir una cierta variación de velocidad.

Por ello, resulta útil definir una magnitud que tenga en cuenta tanto la variación de la velocidad (Δv) como el tiempo empleado para producir ese cambio (t).

Dicha magnitud se denomina aceleración (a).

La anterior expresión matemática que utilizamos para calcular la aceleración, también puede escribirse de la siguiente manera:

A modo de ejemplo se presenta la siguiente situación:


Si la bolita baja por la pendiente, su velocidad aumenta. La aceleración apuntará hacia adelante porque la variación de velocidad es hacia adelante. Si la rapidez en la posición A es 2m/s y en la posición B es 8m/s, la variación de la velocidad es de 6m/s. Si la bolita tardó 2 segundos recorriendo ese trayecto, la intensidad de la aceleración será:

Remplazamos los valores correspondientes:

Restamos las velocidades:

Por último, realizamos la división y obtenemos el valor de la aceleración:

Este resultado indica que por cada segundo que transcurre, la velocidad aumenta en 3m/s.

  • Preste atención que la unidad en la que se mide la aceleración en m/s2, se lee metros sobre segundos al cuadrado.

Actividad

  1. La velocidad de un automóvil pasa de 8 m/s a 20 m/s en 3 segundos. Calcula la aceleración.
  2. Un coche que se mueve por una ruta tiene en un determinado momento una velocidad de 30 m/s y 5 segundos después una velocidad de 40 m/s. Calcular su aceleración.
  3. A partir de los datos aportados en la imagen, calcular:
  4. La aceleración.
  5. La velocidad en la posición 3 y 4.

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