Aceleración en Problemas de Física – Maniquíes

  1. Educación
  2. Ciencia
  3. Física
  4. Aceleración en Problemas de Física

Libro Relacionado

Física I Cuaderno de trabajo para maniquíes, 2ª edición

Por Steven Holzner

En términos físicos, la aceleración es la cantidad por la cual su velocidad cambia en una cantidad de tiempo dada. En términos de ecuaciones, funciona así:

Dadas las velocidades inicial y final, vi y vf, y los tiempos inicial y final sobre los cuales tu velocidad cambió, tiy tf, también puedes escribir la ecuación así:

Para obtener las unidades de aceleración, se divide la velocidad por el tiempo de la siguiente manera:

¿Desplazamiento en el tiempo al cuadrado? No dejes que eso te altere. Terminas con el tiempo al cuadrado en el denominador sólo porque es la velocidad dividida por el tiempo – eso es algo a lo que te acostumbras cuando resuelves problemas de física. En otras palabras, la aceleración es la velocidad a la que cambia la velocidad porque las tasas tienen tiempo en el denominador.

Así que para la aceleración, puedes esperar ver unidades de metros por segundo2, o centímetros por segundo2, o millas por segundo2, o pies por segundo2, o incluso kilómetros por hora2. Recuerde que metros por segundo2 realmente sólo significa metros por segundo por segundo. También puede tener unidades de aceleración como millas por hora por segundo o kilómetros por hora por minuto.

Al igual que la velocidad, la aceleración tiene magnitud y dirección. Por ejemplo, un coche puede estar viajando a +25 m/s hacia el norte cuando llega a un semáforo en rojo. Una aceleración de -5 m/s2 (es decir, una aceleración hacia el sur) puede hacer que el automóvil se detenga con seguridad en el semáforo. Una aceleración de +5 m/s2 puede provocar un accidente!

Ejemplo de pregunta

  1. Suponga que está conduciendo a 90.0 kilómetros por hora y de repente ve luces rojas parpadeando en el espejo retrovisor. “Genial”, piensas, y te detienes, tardando 20.0 segundos en detenerte. ¿Cuál fue su aceleración media, en m/seg2? -1,25 m/seg2Primera conversión a kilómetros por segundo:Convertir de kilómetros por segundo a metros por segundo:3. ¿Cuál fue su aceleración? En otras palabras, -1,25 m/s2, no +1,25 m/s2. Hay una gran diferencia entre lo positivo y lo negativo en términos de resolver problemas de física – y en términos de aplicación de la ley. Si aceleras a +1,25 m/s2 en lugar de acelerar a -1,25 m/s2, acabarías haciendo 180 kilómetros por hora al cabo de 20,0 segundos, no 0 kilómetros por hora.

En otras palabras, el signo de la aceleración le dice cómo está cambiando la velocidad. Una aceleración positiva significa que la velocidad está aumentando en la dirección positiva, y una aceleración negativa (también conocida como deceleración) le indica que la velocidad está aumentando en la dirección negativa. Tenga en cuenta que esto no es lo mismo que si su velocidad está aumentando o disminuyendo. Por ejemplo, un coche que tiene una velocidad de -25 m/s y una aceleración de -3 m/s2 está aumentando en velocidad.

Preguntas de práctica

  1. Un cohete aterrizará en la Luna en exactamente 2 horas. Sólo hay un problema: está yendo a 17.000 millas por hora, ¿qué necesita su aceleración, en millas por segundo2, para aterrizar en la luna de manera segura a 0.0 millas por hora?
  2. En un cálculo de relámpago, usted determina que tiene 0.8 segundos antes de que le alcance y debe estar yendo por lo menos 1.0 millas por hora hacia adelante en ese momento para evitar el SUV. ¿Cuál debe ser su aceleración, en millas por hora2? ¿Puedes evitar el todoterreno?
  3. 3.Una bala descansa en un bloque de madera en 1.0 x 10-2 segundos, con una aceleración de -8.0 x 104 m/s2.¿Cuál era su velocidad original, en metros por segundo?
  4. La luz se pone roja y te detienes. Comprobando su cronómetro, verá que se detuvo en la 4.5 segundos. Tu aceleración fue de 1.23 x 10-3 millas por segundo2 en una dirección opuesta a tu velocidad original, ¿cuál era tu velocidad original en millas por hora?

A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de práctica:

  1. 6.6 x 10-4 millas por segundo2Empieza convirtiendo 17,000 millas por hora en millas por segundo:Para aterrizar en la luna, vfm debe ser 0 millas por segundo, y tf – a = 2.0 horas, o 2.0 x 3,600 segundos = 7,200 segundos, así que:Calculando este rendimientoAsí que el cohete necesita una aceleración constante de 6.6 x 10-4 millas por segundo2 en una dirección opuesta a la velocidad inicial del cohete para aterrizar en la Luna a una velocidad de 0 millas por segundo, tocando ligeramente abajo.
  2. 4.5 x 103 millas por hora2. Comience convirtiendo 0.8 segundos en horas para obtener todas las cantidades en unidades que desee – millas y horas: Calcule la aceleración necesaria para llegar a 1.0 millas por hora:
  3. 800 m/sPuede calcular el cambio de velocidad, porque su aceleración se multiplica por el tiempo: Así que si la bala perdió 800 m/s de velocidad para llegar a un descanso (v = 0), debe haber ido a 800 m/s originalmente.
  4. 20 millas por horaEl cambio en la velocidad es la aceleración multiplicada por el tiempo, así que: Convierta este resultado en millas por hora:

Reply