2.4 Vector aceleración


Fotografía de Vheilman bajo licencia Creative
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  Los cambios de rapidez

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 vector velocidad se ha modificado? La rapidez, que pasa del valor inicial a cero cuando el coche se para.

Se dice que hay aceleración cuando cambia el vector velocidad. La aceleración también es una magnitud vectorial, de la que debemos conocer tanto módulo como dirección y sentido.

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 el movimiento es rectilíneo, la única forma de que haya aceleración es que el móvil aumente o disminuya su rapidez (como se dice habitualmente, acelere o frene).


Los movimientos no rectilíneos

Vamos 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 indique el mismo valor. En este caso, la aceleración se llama normal, y la analizaremos en el tema 3 de esta unidad.

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Hay aceleración en un movimiento si cambia la rapidez, si cambia la dirección o si lo hacen ambas.

Unidades de aceleración

Considerando solamente movimientos rectilíneos, la aceleración 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, tenemos los siguientes resultados de velocidad en función del tiempo:

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.

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Si la aceleración es postiva, la rapidez aumenta durante el proceso. Pero si es negativa, disminuye, hasta que el móvil llega a detenerse.

Icono de IDevice de pregunta Pregunta de Elección Múltiple
La aceleración de una moto es de 6 m/s2. Partiendo del reposo, al cabo de 5 s su velocidad es de:
  
25 m/s
30 m/s
-15 m/s

Pregunta Verdadero-Falso
Indica si las afirmaciones siguientes son ciertas o falsas.


Una moto toma una curva cerrada a 50 km/h. Por tanto, no lleva aceleración.

Verdadero Falso


En una contrarreloj, un ciclista rueda a 55 km/h por una carretera llana y recta. En esas condiciones su aceleración es cero.

Verdadero Falso


Un avión de la patrulla acrobática realiza un looping vertical. Mientras lo hace, la aceleración es nula.

Verdadero Falso