Vector de aceleración
Si te preguntas qué es la aceleración, cuál es la fórmula de la aceleración o cuáles son las unidades de la aceleración, sigue leyendo y aprenderás a encontrar la aceleración. La aceleración está estrictamente relacionada con el movimiento de un objeto, y todo objeto en movimiento posee una energía específica. Si necesitas calcularla, visita nuestras otras calculadoras, donde encontrarás la fórmula de la energía cinética, y su versión angular: la fórmula de la energía cinética rotacional.
La aceleración se produce siempre que hay una fuerza neta distinta de cero que actúa sobre un objeto. Puedes sentirla en un ascensor cuando te vuelves un poco más pesado (acelerando) o más ligero (desacelerando), o cuando bajas una pendiente pronunciada en tu trineo en la nieve. Además, gracias a la teoría general de la relatividad, sabemos que todo el Universo no sólo se está expandiendo, sino que incluso es una expansión acelerada. Eso significa que la distancia entre dos puntos es cada vez mayor, pero no podemos sentirlo a diario porque todas las escalas del mundo se expanden también.
Fórmula de la velocidad y la aceleración
Podrías suponer que cuanto mayor sea la aceleración de, por ejemplo, un coche que se aleja de una señal de stop, mayor será el desplazamiento del coche en un tiempo determinado. Pero no hemos desarrollado una ecuación específica que relacione la aceleración y el desplazamiento. En esta sección, veremos algunas ecuaciones convenientes para las relaciones cinemáticas, partiendo de las definiciones de desplazamiento, velocidad y aceleración. En primer lugar, investigaremos el movimiento de un solo objeto, llamado movimiento de un solo cuerpo. Luego investigamos el movimiento de dos objetos, llamados problemas de persecución de dos cuerpos.
Ahora hacemos la importante suposición de que la aceleración es constante. Esta suposición nos permite evitar el uso del cálculo para encontrar la aceleración instantánea. Dado que la aceleración es constante, las aceleraciones media e instantánea son iguales, es decir,
Así, podemos utilizar el símbolo a para la aceleración en todo momento. Asumir que la aceleración es constante no limita seriamente las situaciones que podemos estudiar ni degrada la precisión de nuestro tratamiento. Por un lado, la aceleración es constante en un gran número de situaciones. Además, en muchas otras situaciones podemos describir el movimiento con precisión suponiendo una aceleración constante igual a la aceleración media de ese movimiento. Por último, en el caso de un movimiento en el que la aceleración cambia drásticamente, como un coche que acelera hasta alcanzar la velocidad máxima y luego frena hasta detenerse, el movimiento puede considerarse en partes separadas, cada una de las cuales tiene su propia aceleración constante.
Fórmula de aceleración con la distancia
Podrías suponer que cuanto mayor sea la aceleración de, por ejemplo, un coche que se aleja de una señal de stop, mayor será el desplazamiento del coche en un tiempo determinado. Pero no hemos desarrollado una ecuación específica que relacione la aceleración y el desplazamiento. En esta sección, veremos algunas ecuaciones convenientes para las relaciones cinemáticas, partiendo de las definiciones de desplazamiento, velocidad y aceleración. En primer lugar, investigaremos el movimiento de un solo objeto, llamado movimiento de un solo cuerpo. Luego investigamos el movimiento de dos objetos, llamados problemas de persecución de dos cuerpos.
Ahora hacemos la importante suposición de que la aceleración es constante. Esta suposición nos permite evitar el uso del cálculo para encontrar la aceleración instantánea. Dado que la aceleración es constante, las aceleraciones media e instantánea son iguales, es decir,
Así, podemos utilizar el símbolo a para la aceleración en todo momento. Asumir que la aceleración es constante no limita seriamente las situaciones que podemos estudiar ni degrada la precisión de nuestro tratamiento. Por un lado, la aceleración es constante en un gran número de situaciones. Además, en muchas otras situaciones podemos describir el movimiento con precisión suponiendo una aceleración constante igual a la aceleración media de ese movimiento. Por último, en el caso de un movimiento en el que la aceleración cambia drásticamente, como un coche que acelera hasta alcanzar la velocidad máxima y luego frena hasta detenerse, el movimiento puede considerarse en partes separadas, cada una de las cuales tiene su propia aceleración constante.
Fórmula de la velocidad
En mecánica, la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad de un objeto con respecto al tiempo. Las aceleraciones son magnitudes vectoriales (en el sentido de que tienen magnitud y dirección)[1][2] La orientación de la aceleración de un objeto viene dada por la orientación de la fuerza neta que actúa sobre ese objeto. La magnitud de la aceleración de un objeto, tal y como describe la Segunda Ley de Newton,[3] es el efecto combinado de dos causas:
Por ejemplo, cuando un vehículo parte de un punto muerto (velocidad cero, en un marco de referencia inercial) y se desplaza en línea recta a velocidades crecientes, se está acelerando en la dirección de la marcha. Si el vehículo gira, se produce una aceleración hacia la nueva dirección y cambia su vector de movimiento. La aceleración del vehículo en su dirección actual de movimiento se denomina aceleración lineal (o tangencial durante los movimientos circulares), cuya reacción experimentan los pasajeros a bordo como una fuerza que los empuja hacia sus asientos. Al cambiar de dirección, la aceleración que se produce se denomina aceleración radial (u ortogonal durante los movimientos circulares), reacción que los pasajeros experimentan como una fuerza centrífuga. Si la velocidad del vehículo disminuye, se trata de una aceleración en la dirección opuesta y matemáticamente negativa, a veces llamada desaceleración o retardo, y los pasajeros experimentan la reacción a la desaceleración como una fuerza inercial que les empuja hacia delante. Estas aceleraciones negativas se consiguen a menudo mediante la combustión del retrocohete en las naves espaciales[4] Tanto la aceleración como la deceleración se tratan igual, ya que ambas son cambios de velocidad. Cada una de estas aceleraciones (tangencial, radial, desaceleración) es sentida por los pasajeros hasta que su velocidad relativa (diferencial) se neutraliza en referencia al vehículo.