MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE
ACELERADO
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es un tipo de movimiento frecuente en la naturaleza. Una bola
que rueda por un plano
inclinado o una piedra que cae en el vacío desde lo alto de un edificio
son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un modo
aproximadamente uniforme; es decir, con una aceleración constante.
Este es el significado del movimiento uniformemente
acelerado, el cual “en tiempos iguales, adquiere iguales incrementos de
rapidez”.
En este tipo de movimiento sobre la partícula u
objeto actúa una fuerza que puede ser externa o interna.
En este movimiento la velocidad es variable,
nunca permanece constante; lo que sí es constante es la
aceleración.
Entenderemos como aceleración la variación
de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este
cambio en la magnitud (rapidez), en la dirección o en ambos.
Las variables que entran en juego (con sus respectivas unidades de medida) al
estudiar este tipo de movimiento son:
Velocidad inicial
Vo (m/s)
Velocidad
final Vf
(m/s)
Aceleración
a (m/s2)
Tiempo
t (s)
Distancia
d (m)
Para efectuar calculos que permitan resolver problemas usaremos
las siguientes fórmulas:
Ejemplos:
1. En dirección hacia el sur, un tren viaja inicialmente a 16m/s; si
recibe una aceleración constante de 2 m/s2. ¿Quétan
lejos llegara al cabo de 20 s.? ¿Cual
sera su velocidad final en el mismo tiempo?
Veamos los datos que tenemos
Conocemos tres de las cinco variables, entonces, apliquemos las
fórmulas:
Averigüemos primero la distancia que recorrera durante los 20
segundos:
Conozcamos ahora la velocidad final del tren, transcurridos los 20 segundos:
Respuestas:
Si nuestro tren, que viaja a 16 m/s, es acelerado a 2 m/s recorrera 720
metros durante 20 segundos y alcanzara una velocidad de 56 m/s.
2. Un robot mensajero viaja a 1m/s en línea recta por la rampa de una nave
espacial, si acelera uniformemente a 3m/s durante 3s ¿Cual es la
magnitud de su aceleración?
Vo=1m/s
Vf=Vo+a.t
a=3m/s2
Vf=2.5m/s a=Vf-Vo/t
t=0.5s
a=2.5m/s-1m/s/0.5s =3m/s2
GRAFICAS DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO
Un modo de describir y estudiar los movimientos es mediante
graficas que representan distancia-tiempo (distancia en
función del tiempo), velocidad-tiempo (velocidad en
función del tiempo)
y aceleración-tiempo (aceleración en
función del tiempo).
Debemos anotar que los vocablos distancia, espacio y desplazamiento se usan como
sinónimos.
Espacio (distancia o desplazamiento) en función del tiempo
El espacio (distancia o desplazamiento) recorrido en un Movimiento
Uniformemente Acelerado (MUA) puede representarse enfunción del tiempo.
La grafica es una parabola cóncava ascendente.
Independientemente de la forma de la parabola (cóncava o convexa
en la grafica) del movimiento los espacios que
recorre el móvil son siempre positivos.
Velocidad en función del
tiempo
En un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) la velocidad varía
proporcionalmente al tiempo, por lo que la representación grafica
v-t (velocidad en función del
tiempo) es una recta ascendente.
Aceleración en función del
tiempo
Tal como lo dice su nombre, en el Movimiento
uniformemente acelerado la aceleración es constante, por lo que la
grafica a-t (aceleración en función del
tiempo) es una recta paralela al eje del
tiempo, por encima de esta (la fuerza responsable de la aceleración
es constante).
Grafica de la aceleración en función del
tiempo para un cuerpo sometido a un movimiento uniformemente acelerado.
En resumen, y comparando las graficas del Movimiento Uniforme y el
Uniformemente Acelerado o Decelerado:
Grafica
s-t
v-t
a-t
Movimiento Uniforme
recta
recta con pendiente # 0
recta que coincide con t
Movimiento Uniformemente Acelerado
parabola
recta con pendiente # 0
recta con pendiente 0, paralela a t, por sobre ella
Movimiento Uniformemente Decelerado
parabola
Recta con pendiente negativa
recta con pendiente 0, paralela a t, bajo ella
https://www.profesorenlinea.cl/fisica/Movimiento_Graficas_Acelerado.html
