¿Qué ocurre cuando la
velocidad cambia?
Cuando los objetos caen, parten del reposo e incrementan la magnitud de
su velocidad al caer, la velocidad es mayor cuanto más tiempo dura la
caída. Este cambio en magnitud de la velocidad se denomina aceleración.
La aceleración es una magnitud que determina que tan rápido cambia la
velocidad de un objeto. Se calcula como la razón del cambio de velocidad
entre el tiempo transcurrido. El cambio de velocidad puede ser tanto en la
rapidez de movimiento como en la dirección.
Las mediciones experimentales han demostrado que en la superficie de la
tierra la velocidad de un cuerpo que cae cambia de manera continua, de tal
forma que por cada segundo transcurrido, la velocidad se incrementa, en
magnitud, en 9.8 m/s; a este cambio se le conoce como aceleración de la
gravedad y se denota con la letra g.
La mayoría de la gente define aceleración como “ir más rápido”; sin
embargo, en física, la aceleración es una medida del cambio de la
velocidad de un cuerpo que se mueve en un cierto tiempo. Ahora bien, la
velocidad puede cambiar bajo dos circunstancias: si la rapidez aumenta o
disminuye, y si cambia la dirección de su movimiento.
Imagina que vas en un automóvil o en un camión a una velocidad
constante. Echas un vistazo al velocímetro y lees 70 km/hr; de repente, el
vehículo toma una curva y sientes un “jalón”; vuelves a ver el
velocímetro y lees 70 km/hr, ¿consideras que hubo aceleración? En
efecto, la hubo, pues aunque no disminuyo la magnitud de la velocidad,
hubo un cambio de dirección.
Para la velocidad es importante indicar la dirección del movimiento. Si
esta cambia, se modifica la velocidad, y por consiguiente, ocurre una
aceleración. Por esto la velocidad suele indicarse con una flecha sobre el
objeto que se mueve, que designa tres características del movimiento: la
magnitud de la velocidad, la dirección y el sentido. A esta flecha se le llama
vector. El tamaño de la flecha indica la magnitud de la velocidad, la
orientación de la flecha indica la dirección, y la punta de la flecha indica
el sentido.
De manera general, un vector es una cantidad física que debe ser descrita
con base en una magnitud (número), sus unidades apropiadas, y una
dirección y sentido. Gráficamente, un vector puede representarse por una
flecha cuando se refiere a algunas magnitudes físicas, como la velocidad,
la aceleración y la fuerza.
La aceleración también puede representarse mediante un
vector que indica hacía donde ocurre el cambio de velocidad.
A causa de la aceleración, también la velocidad puede adoptar
valores negativos o positivos.
Por ejemplo, si aventáramos una moneda hacia arriba con una
velocidad inicial que definimos como positiva, por cada
segundo que pasa debemos restarle a la velocidad 10m/s, por
efecto de la aceleración de la gravedad, hasta alcanzar una
altura determinada, esto es el punto más alto. Aquí la
velocidad será cero y la moneda comenzara a descender.
¿Cómo es el movimiento ahora? Cuando la moneda sube, lleva
una velocidad positiva, y cuando desciende, es negativa, una
vez más por cada segundo que pasa, la moneda cambia su
velocidad en 10m/s, pero ahora con velocidad negativa
podemos describir la aceleración como: g=-10m/s
Otra manera de analizar el movimiento
es mediante graficas de aceleracióntiempo. Es importante señalar que
los cuerpos que poseen un
movimiento rectilíneo con
aceleración constante tienen estas
graficas. Entonces, la grafica de
aceleración contra el tiempo para
un movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado es una
línea recta paralela al eje del
tiempo.
Gráfica aceleración-tiempo
am/s2
14
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t(s)
Gráfica velocidad-tiempo
vm/s
14
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t(s)
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