4. Aceleración
Los cambios de rapidez
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Cuando un coche que circula por un tramo recto de carretera se encuentra con un obstáculo (una piedra grande, agua encharcada, etcétera), el conductor pisa el pedal del freno para que no se produzca el impacto o para pasar más despacio. El coche se mueve cada vez más lentamente, hasta que incluso llega a detenerse.
¿Qué característica del movimiento se ha modificado? Lo ha hecho la magnitud de la velocidad -es decir, la rapidez-, que pasa del valor inicial a cero cuando el coche se para.
En casos como el anterior, con variación de la rapidez, la aceleración se llama tangencial, ya que su dirección es tangente a la trayectoria (si la trayectoria es rectilínea, tienen la misma dirección). En ese caso, la única forma de que haya aceleración es que el móvil aumente o disminuya su rapidez, o como se dice habitualmente, acelere o frene.
Movimientos no rectilíneos
Vas a analizar ahora el caso de un móvil cuya trayectoria no es recta. En su movimiento, la dirección que sigue va cambiando aunque la rapidez sea constante. Es, por ejemplo, el caso de un coche que toma una curva. Pero, dado que la dirección es una de las características del vector velocidad y cambia en el giro, el vector velocidad no es constante. Al girar el volante se produce aceleración aunque la rapidez sea la misma y el marcador del coche indique el mismo valor. En este caso, la aceleración se llama normal.
La aceleración también tiene carácter vectorial, ya que además de la magnitud del cambio de rapidez hay que saber la dirección y el sentido en que se produce.
Actividad
Unidades de aceleración
Considerando solamente movimientos rectilíneos, la aceleración es tangencial y mide la
variación de la rapidez del móvil. Si en un caso concreto pasa de 5 a
20 m/s en 5 s, la rapidez ha aumentado en 15 m/s, y esa variación se ha
producido en 5 s. Por tanto, la aceleración es de
La aceleración resultante es de 3 m/s2: en el momento de comenzar la aceleración, la velocidad era de 5 m/s y como aumenta a razón de 3 m/s cada segundo, tienes los resultados de velocidad en función del tiempo que se muestran en la tabla.
| tiempo (s) |
rapidez (m/s) |
| 0 | 5 |
| 1 | 8 |
| 2 | 11 |
| 3 | 14 |
| 4 | 17 |
| 5 | 20 |
Es decir, la aceleración mide la magnitud de la variación de la rapidez por unidad de tiempo.
Actividad
Pregunta de Elección MúltipleLa velocidad de la moto
La aceleración de una moto es de 6 m/s2. Partiendo del reposo, al cabo de 5 s su velocidad será de:
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24 m/s
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30 m/s
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-12 m/s
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Pregunta Verdadero-FalsoCaracterísticas de los movimientos
Indica si las afirmaciones siguientes son ciertas o falsas.
Verdadero Falso
Verdadero Falso
Verdadero Falso
AV - Reflexión
El coche que frena
Un coche lleva una velocidad de 30 m/s cuando comienza a frenar con una aceleración constante de -6 m/s2. Determina justificadamente cuánto tiempo le costará detenerse.
AV - Reflexión
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Gráfica de la velocidad en un movimiento
Observa la gráfica siguiente. Describe el movimiento en los siguientes intervalos de tiempo: 0 a 2 s, 2 a 3 s, 3 a 4 s, 4 a 6 s, y 6 s en adelante. ¿En qué intervalos su velocidad es constante? ¿En cuáles varía? ¿Aumenta o disminuye?
Actividad
Aceleración y tipos de movimiento
- Si la velocidad es constante, el movimiento es uniforme.
- Si la velocidad aumenta o disminuye, el movimiento es acelerado, con aceleración positiva o negativa respectivamente.
- Si la aceleración es constante, el movimiento es uniformemente acelerado.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Interpretando los valores de posición, velocidad y aceleración
Indica el significado de las magnitudes siguientes, que describen el movimiento de un objeto.
a) x = -20 m
b) v = 5 m/s
c) a = 2 m/s2
d) y = 10 m
e) v = -15 m/s
f) a = -4 m/s2