Aceleración

Aceleración

La aceleración es la tasa de cambio de la velocidad en función del tiempo. Se trata de un vector, lo cual significa que tiene magnitud y dirección. Dicha tasa de cambio se mide en metros por segundo al cuadrado o metros por segundo, es decir, la velocidad del objeto, por segundo.

En términos de cálculo, este concepto es la segunda derivada de la posición con respecto al tiempo o, alternativamente, la primera derivada de la velocidad con respecto al tiempo. Si deseas saber qué significa aceleración, a continuación conocerás su definición. También te compartiremos algunos ejemplos, y las principales diferencias respecto a la velocidad.

¿Qué es la aceleración?

En física, la definición de aceleración es la siguiente:

Aceleración es la tasa de cambio de velocidad de un cuerpo con respecto al tiempo. Por lo tanto, cuando la velocidad de un cuerpo cambia, se dice que está acelerando.

Podemos apreciar diariamente la aceleración en un vehículo. Esto sucede cuando pisas el acelerador y el automóvil acelera a medida que el motor aplica una fuerza cada vez mayor al tren de transmisión. Sin embargo, la desaceleración también es aceleración: es decir, la velocidad está cambiando.

definición de aceleración

Si quita el pie del acelerador, la fuerza disminuye y la velocidad se reduce con el tiempo. La aceleración, como se escucha en los anuncios, sigue la regla del cambio de velocidad (km por hora) a lo largo del tiempo.

Las aceleraciones son las cantidades vectoriales. El metro por segundo al cuadrado (m/s²) es la unidad de aceleración. Por su parte, el gal o galileo (Gal), es una unidad de aceleración utilizada en gravimetría. Sin embargo, no es una unidad del SI; se define como 1 centímetro por segundo al cuadrado (1 cm/s2)).

En el caso de las unidades inglesas de esta magnitud, son pies por segundo al cuadrado, es decir pies/s2. Por su parte, la aceleración estándar debido a la gravedad, o gravedad estándar g0, es la aceleración gravitacional de un objeto en el vacío cerca de la superficie de la tierra. Es un tipo de aceleración que combina los efectos de la gravedad y la aceleración centrífuga de la rotación de la Tierra.

La aceleración positiva y la aceleración negativa son dos tipos de aceleración, las cuales describimos a continuación.

Aceleración positiva

Se dice que la aceleración de un cuerpo es positiva, cuando su velocidad aumenta con el tiempo. La dirección de esta aceleración es la misma en la que el cuerpo se mueve sin que exista un cambio en su dirección.

Aceleración negativa

Por su parte, la aceleración de un cuerpo es negativa cuando la velocidad del cuerpo disminuye. La dirección de la aceleración negativa es opuesta a la dirección en la que se mueve el cuerpo. A este tipo de aceleración negativa también se conoce como desaceleración o retraso.

Fórmula de aceleración

Podemos encontrar la aceleración mediante la siguiente fórmula:

a = Vf – Vi/t

Donde a corresponde a aceleración, Vi es la velocidad inicial, Vf es la velocidad final, y t es el intervalo de tiempo. Como se ha mencionado, la unidad de la aceleración en el Sistema Internacional es metro por segundo al cuadrado (m/s2).

Ejemplos de aceleración

A continuación te compartimos una lista con los ejemplos más comunes de este tipo de magnitud. Muchos de estos ejemplos los podemos experimentar físicamente en nuestras actividades diarias.

ejemplos de aceleración

  • Cuando se pisa el pedal del acelerador en un vehículo, el automóvil se mueve cada vez más rápido. Este cambio de velocidad en el automóvil es la aceleración.
  • Si se usa la misma fuerza para empujar un camión y empujar un automóvil, el automóvil tendrá más aceleración que el camión. Esto se debe a que el automóvil tiene menos masa.
  • Igualmente es mucho más fácil empujar un carrito de la compra vacío que uno lleno. La razón es que el carrito lleno tiene más masa que el carrito vacío.
  • Por ejemplo, si un objeto se mueve hacia el norte a 10 metros por segundo. Después, ese mismo objeto acelera y ahora se mueve hacia el norte a 15 metros por segundo. Entonces se dice que dicho objeto se ha acelerado.
  • Otro ejemplo de aceleración lo encontramos al impulsar un patinete con el pie. Al hacer esto se produce un cambio de aceleración, por lo que vamos más rápido.

Diferencias entre aceleración y velocidad: diferentes tipos de movimiento

Para entender esta magnitud, la velocidad y las diferencias entre ellas, primero es necesario un análisis a detalle del concepto de movimiento. No solo eso, sino que también es importante conocer otras definiciones básicas como cantidades escalares y vectoriales, unidades de expresión, etc. Primero, analicemos el movimiento de un objeto, que también se conoce como desplazamiento.

¿Aceleración y velocidad es lo mismo?

Debemos considerar que un objeto se está moviendo desde un punto fijo conocido, con respecto a su influencia externa. Entonces se dice que el objeto ha experimentado un movimiento.

Diferentes tipos de movimiento

Existen cuatro tipos de movimientos: rotativos, oscilatorios, recíprocos y lineales. En todos estos tipos, el movimiento está previsto que suceda con relación al tiempo. Y si bien la variación del movimiento es leve, todos estos movimientos tienen una noción diferente.

Por ejemplo, para el movimiento de rotación, al desplazamiento se le conoce como desplazamiento angular. Lo mismo sucede para la velocidad, la velocidad angular, etc.

Cantidades escalares y vectoriales

En este caso, una cantidad escalar es la medida de una cantidad que es unidimensional. Es decir, solo su magnitud; por ejemplo, temperatura, trabajo, masa, etc. además, la cantidad vectorial es la medida de una cantidad que es bidimensional. Significa tanto su magnitud como su dirección; por ejemplo, desplazamiento, velocidad, aceleración, etc.

En el caso de una unidad de medida, es la magnitud definida de una cantidad. Todas las medidas y su expresión de las unidades se siguen con base en el Sistema Internacional de Unidades.

También hay otros conjuntos de cantidades que se denominan cantidades derivadas. Se trata de una combinación de siete unidades básicas. En realidad solo se derivan de las cantidades fundamentales. Por ejemplo, la unidad de fuerza es m/s2 o ms–2 o Newton, abreviado como N.

Donde “m” es la abreviatura de metro de la cantidad física de longitud, mientras que “s” es la abreviatura de segundo, de la cantidad física de tiempo. Otro ejemplo de una cantidad derivada es la densidad. La densidad se expresa en kg/m3 o kgm–3, donde “kg” es la abreviatura de kilogramo de cantidad física masa, en tanto que “m” corresponde a la abreviatura de metro, de la cantidad física longitud.

Definición de desplazamiento

Si consideramos que un cuerpo se mueve desde su posición de reposo O. después viaja una distancia de x, y se detiene en un punto P. Entonces la distancia entre el punto O y el punto P se mide como x. Por lo tanto, el cambio de posición de un cuerpo se conoce como desplazamiento.

El desplazamiento de un objeto es la diferencia vectorial entre el punto de inicio y el punto final de un objeto que se desplaza. Sin embargo, el desplazamiento no debe ser necesariamente el mismo que la distancia recorrida cada vez.

¿Qué es la velocidad?

La tasa de cambio de desplazamiento es la velocidad. Es decir, cuando un objeto se mueve en una dirección específica con respecto al tiempo, se habla de velocidad. En otras palabras, la cantidad que especifica tanto la distancia como el tiempo se llama velocidad.

qué es la velocidad

La velocidad de un objeto se puede modificar cambiando la velocidad, la dirección o ambas en ese objeto. En este caso, se define como el desplazamiento producido por unidad de tiempo.

La velocidad V se calcula como el cambio de desplazamiento con relación al tiempo. Es por tanto, una cantidad vectorial ya que depende tanto de la magnitud como de la dirección. Por ejemplo, si viajas en automóvil a una velocidad de 20 m/s hacia el norte en 2 minutos. Dicha cantidad explica que el automóvil se mueva a tal velocidad, en tal dirección y en una cantidad de tiempo.

En consecuencia, la velocidad es una cantidad vectorial. Sin embargo, la cantidad vectorial implica únicamente la magnitud, sino también la dirección. En otras palabras, es bidimensional.

Diferencias entre velocidad y aceleración

A menudo la gente se pregunta si aceleración y velocidad es lo mismo. Para aclarar este punto, a continuación puedes ver las diferencias entre cada concepto.

Velocidad

  • La velocidad es la tasa de cambio de desplazamiento
  • También es una cantidad vectorial porque consta de magnitud y dirección
  • además, la velocidad puede ser positiva, negativa o tener un valor cero
  • Su unidad en el Sistema Internacional es m/s o ms-1
  • La fórmula de la velocidad es v = desplazamiento/tiempo

Aceleración

  • La aceleración es la tasa de cambio de velocidad
  • También es una cantidad vectorial, debido a que es únicamente la tasa de cambio de velocidad. Como la velocidad es una cantidad vectorial, obviamente, la aceleración también lo es.
  • Al igual que la velocidad, la aceleración puede ser positiva o negativa, sin embargo no puede ser cero. Esto se debe a que se define como el cambio de velocidad o rapidez, lo cual explica que debería haber algún movimiento de aceleración
  • Su unidad en el Sistema Internacional es m/s2 o ms2
  • La fórmula de aceleración a = velocidad/tiempo

Video sobre aceleración: 

Fuentes: 

Khan Academy – What is acceleration?

https://www.khanacademy.org/science/physics/one-dimensional-motion/acceleration-tutorial/a/acceleration-article

The Physics Hypertextbook – Acceleration

https://physics.info/acceleration/

BYJU’S – Acceleration

https://byjus.com/physics/acceleration/

Science Daily – Acceleration

https://www.sciencedaily.com/terms/acceleration.htm

Your Dictionary – Difference Between Velocity and Acceleration Explained

https://examples.yourdictionary.com/difference-between-velocity-and-acceleration-explained.html