Si un cuerpo varía su velocidad, esta variación es una magnitud vectorial llamada aceleración. Si el cuerpo mantiene la velocidad se dice que no está acelerando. Es representada con la letra a, su unidad de medida se expresa en m/s2. Realizar el cálculo de la aceleración no es tan difícil como parece en un principio.
¿Cómo calcular la aceleración?
En el momento que la velocidad de un cuerpo varia, hay aceleración. Si esta variación se hace en una tasa constante, el cuerpo se tiene una aceleración constante. Puedes calcular el promedio de aceleración, de dos maneras, con la variación de sus velocidades cuando se le aplica una fuerza cobre el cuerpo.
Calcular la aceleración a partir de 2 velocidades
Puedes calcular la aceleración de un cuerpo en un periodo de tiempo determinado tomando en cuenta su velocidad antes y después de su aceleración.
- Es fundamental para realizar este cálculo, que conozcas la ecuación de la aceleración que viene dada por: a = ∆v / ∆t. Donde a es la aceleración, ∆v expresa la variación de velocidad y ∆t es tiempo en que ocurre esta variación.
- Como ya dijimos la aceleración es una cantidad vectorial, en tal sentido posee dirección y magnitud, siendo la dirección es el sentido hacia donde se mueve el cuerpo y la magnitud es el total de aceleración. La unidad de medida se expresa en metros por segundos al cuadrado m/s2. Dicha aceleración será positiva o negativa según el cuerpo acelere o desacelere.
- Para hacer el cálculo de la aceleración, es primordial que tengas claro las variables de la ecuación. Partiendo de que, ∆v = vf – vi, donde vf, es velocidad final y vi velocidad inicial y en ∆t = tf – ti, donde tf es tiempo final y ti tiempo inicial, que lo tomaremos como cero a no ser que te especifiquen lo contrario.
- Para realizar el cálculo de la aceleración, debes de escribir la ecuación y los datos aportados. Resta de la velocidad final la velocidad inicial igualmente resta el tiempo final del tiempo inicial, la diferencia de velocidades divídelo entre la diferencia de los tiempos. Obtendrás la aceleración promedio en dicho tiempo. En el caso que la velocidad final sea menor que la inicial, la aceleración será negativa.
Ejemplo para calcular la aceleración
Vas en tu carro y aceleras a un ritmo de 25 m/s a 48,5 m/s en 3.5 segundos. ¿Cuál es tu aceleración media?
Entonces, tenemos que a = ∆v / ∆t. è ( vf – vi ) / ( tf – ti )
Variables
Velocidades vf = 48.5 m/s, Vi = 25 m/s
Tiempo tf = 3.5 s, ti = 0 s
Solución: a= (48.5 – 25) / (3.5 – 0) = 6.71 m/seg2
Calcular la aceleración a partir de una fuerza
La segunda ley de Newton de la dinámica, establece, que las aceleraciones que experimenta un cuerpo son proporcionales a las fuerzas que recibe. Esta aceleración va a depender de las fuerzas netas que ejercen sobre el cuerpo. Para calcular la aceleración utilizando esta ley debes de conocer la fuerza que se ejerce sobre el cuerpo de masa conocida.
La 2da. Ley de Newton viene dada por la siguiente ecuación:
Fneta= m x a,
donde Fneta es la fuerza que se ejerce sobre el cuerpo, su unidad es el Newtons N
m es la masa, viene dada en Kilogramos Kg.
a su aceleración, metros por segundos al cuadrados m/s2.
La fuerza neta que se ejerce sobre un cuerpo, es una fuerza equilibrada. Entonces si dos fuerzas opuestas y una de ella es mayor, el resultado será una fuerza total en la dirección de la fuerza mayor. En el caso de que una fuerza desequilibrada se ejerza sobre un cuerpo, se producirá una aceleración, provocando una variación de velocidad en sentido de la fuerza que lo esta influyendo.
Acomodar la ecuación
Para hallar la aceleración utilizando la ecuación Ftotal= m x a. debes despejar la variable de la aceleración a, divide la fuerza entre la masa del cuerpo, entonces la ecuación quedaría de la siguiente forma a = f / m. En consecuencia podemos aclarar que:
- Fuerza es directamente proporcional a la aceleración, lo que implica que a una fuerza mayor, la aceleración será mayor.
- La Masa es indirectamente proporcional a la aceleración, entonces a una masa mayor del cuerpo, menor será la aceleración.
Ejemplo para calcular la aceleración
Como se determinó anteriormente, la aceleración es igual a la fuerza total que se ejerce sobre un cuerpo dividida entre su masa. Teniendo los valores necesarios, puedes resolver la ecuación con una sencilla división y hallaras la aceleración.
Tienes un cuerpo con una masa de 20 kilogramos (K), al cual se le aplica una fuerza de 100 Newtons (N). ¿Cuál será su aceleración?
a = F / m è 100 / 20, a = 5 m/s2.