2.3 Ejemplos de MRUA
Importante
Bueno ya tenemos las ecuaciones posición-tiempo y velocidad tiempo que nos van a permitir estudiar algunos movimientos rectilíneos que se dan en la naturaleza.
Recordemos las ecuaciones:
Vamos a analizar lo que ocurre en el movimiento de una moto. Pulsando y arrastrando en el puño derecho puedes acelerar la moto para conseguir diferentes velocidades. Comprueba qué ocurre cuando dejas de pulsar el acelerador o cuando haces clic sobre el freno de la derecha.
Después de experimentar un poco con el simulador de la moto he obtenido una gráfica que representa la velocidad (en kilómetros por hora) y el tiempo (en segundos).
- En los primeros 2 segundos (aproximadamente), apretamos el puño a "todo gas" y la velocidad ha aumentado desde 0 km/h hasta unos 35 km/h. El ritmo de variación de la velocidad es siempre el mismo. Por lo tanto en ese tramo nuestra moto ha descrito un mRUA. Podemos estimar la aceleración resultando ser de 17,5 km/h cada segundo. (La unidad que usan los científicos normalmente es el m/s2 que indica cuántos m/s varía la velocidad de un móvil en cada segundo de tiempo que pasa).
- En el siguiente tramo ( desde t=2s hasta t=8s) mantenemos el puño fijo y la velocidad no cambia. Por lo tanto estamos ante un MRU con aceleración nula.
- En los siguientes 4 segundos aceleramos a "medio gas" y conseguimos manteniendo el puño que la moto alcance su velocidad máxima (aproximadamente 95km/h). Durante este intervalo tenemos pues un MRUA. La aceleración será aproximadamente de 15km/h cada segundo, algo menor que en el primer tramo. En la gráfica notamos que la inclinación es ligeramente inferior.
- Hasta el instante t=20s mantenemos la velocidad constante. De nuevo tenemos un MRU con aceleración nula.
- A continuación soltamos el acelerador y observamos que la velocidad empieza a disminuir. En este caso volvemos a tener aceleración.
- En el siguiente tramo pulsamos la maneta de freno con lo que la velocidad sigue disminuyendo pero ahora más bruscamente. Seguimos moviéndonos con un MRUA pero ahora la aceleración es todavía más negativa.
- El último tramo refleja la situación de reposo puesto que la moto está a la velocidad de 0 km/h. Por supuesto en este tramo la aceleración también es nula.
AV - Pregunta de Elección MúltipleEn la siguiente gráfica hemos representado la velocidad de una moto frente al tiempo. Indica cuál de las siguientes afirmaciones es correcta.
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A los 12 segundos está parada.
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A los 7 segundos está moviéndose con un MRU a aceleración constante distinta de cero.
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A los 18 segundos la moto tiene un MRUA con aceleración negativa.
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Para saber más
Las ecuaciones del MRUA se pueden simplicar dando expresiones más sencillas.
- Supongamos que la posición inicial es cero, es decir, que colocamos el sistema de referencia justo en el sitio en que el objeto empieza a moverse. Las ecuaciones anteriores quedarán así:
- Supongamos ahora que el móvil parte del reposo. Eso significa que la velocidad inicial es cero y por tanto las ecuaciones se simplican quedando de esta forma:
- Por último, si la aceleración es cero debemos obtener las ecuaciones del MRU
Caso de estudio
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Fotografía de Arpingstone
de dominio públic
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Para que un avión pueda despegar, precisa alcanzar una velocidad mínima que le permita alcanzar la suficiente sustentación para elevarse.
En el caso de un avión que realice vuelos transoceánicos, como el Airbus 340, dicha velocidad está en torno a los 270 km/h. La aceleración media mantenida que alcanzan los motores de estos aviones es de 5 m/s2.