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• Pasos

La aceleración representa la tasa de cambio en la velocidad de un objeto a medida que se mueve. Si la velocidad de un objeto permanece constante, significa que no está acelerando. La aceleración ocurre solo cuando cambia la velocidad del objeto. Si la rapidez varía a una tasa constante, decimos que el objeto se mueve a una aceleración constante. Puede calcular la tasa de aceleración (en metros por segundo) basándose en el tiempo requerido para variar de una velocidad a otra o en la resultante de las fuerzas aplicadas al objeto.

Pasos

Parte 1 de 3: Calcule la aceleración promedio usando las velocidades

1. 

   Comprende la definición de la ecuación. Puede calcular la aceleración promedio de un objeto durante un período de tiempo determinado a partir de su velocidad (es decir, la velocidad de su movimiento en una dirección específica) al principio y al final de ese tiempo. Para ello, debes conocer la ecuación de aceleración que viene dada por a = Δv / Δt, Dónde los representa la aceleración media, Δv representa la variación en la velocidad y Δt representa la variación de tiempo.
   • La unidad de medida de la aceleración es metro por segundo al cuadrado (símbolo: m / s).
   • La aceleración es una cantidad vectorial, es decir, presenta módulo y dirección. El módulo representa el valor total de la aceleración, mientras que la dirección nos dice la orientación del movimiento del objeto (vertical u horizontal). Si la velocidad del objeto está disminuyendo, su valor de aceleración será negativo.

2. 

   
   
   Comprende las variables de la ecuación. Puedes expandir los términos Δv y Δt en Δv = v_F - v_yo y Δt = t_F - t_yo, Dónde v_F representa la velocidad final, v_yo representa la velocidad inicial, t_F representa el tiempo final y t_yo representa la hora de inicio.
   • Como la aceleración tiene una dirección, es importante restar siempre la velocidad inicial de la velocidad final. Si cambia el orden de las velocidades, la dirección de su aceleración será incorrecta.
   • La hora de inicio suele ser igual a 0 (a menos que se indique en la pregunta).

3. 

   
   
   Aplica la fórmula para encontrar la aceleración. Para comenzar, escribe la ecuación y todas sus variables. La ecuación, como vimos anteriormente, es a = Δv / Δt = (v_F - v_yo) / (t_F - t_yo). Reste la velocidad inicial de la velocidad final y luego divida el resultado por el intervalo de tiempo. El resultado de la división será igual al valor de aceleración promedio que ha experimentado el objeto durante este período de tiempo.
   • Si la velocidad final es menor que la velocidad inicial, la aceleración será un valor negativo o la tasa de desaceleración del objeto.
   • Ejemplo 1: un coche de carreras acelera uniformemente de 18,5 m / sa 46,1 m / s en 2,47 segundos. Encuentra el valor de tu aceleración promedio.
     • Escribe la ecuación: a = Δv / Δt = (v_F - v_yo) / (t_F - t_yo)
     • Asignar los valores de las variables: v_F = 46,1 m / s, v_yo = 18,5 m / s, t_F = 2,47 s, t_yo = 0 s.
     • Resuelve la ecuación: los = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Ejemplo 2: un motociclista viaja a 22.4 m / sy su motocicleta a 2.55 s después de usar los frenos. Encuentra el valor de tu desaceleración.
     • Escribe la ecuación: a = Δv / Δt = (v_F - v_yo) / (t_F - t_yo)
     • Asignar los valores de las variables: v_F = 0 m / s, v_yo = 22,4 m / s, t_F = 2,55 s, t_yo = 0 s.
     • Resuelve la ecuación: los = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Parte 2 de 3: calcula la aceleración usando la fuerza resultante

1. 

   
   
   Comprender la definición de la segunda ley de Newton. La segunda ley de Newton (también llamado el principio fundamental de la dinámica) establece que un objeto acelera cuando las fuerzas que actúan sobre él están fuera de equilibrio. Esta aceleración depende de las fuerzas resultantes que actúan sobre el objeto y la masa del objeto. Mediante esta ley, se puede calcular la aceleración cuando una fuerza conocida actúa sobre un objeto de masa conocida.
   • La segunda ley de Newton se puede expresar mediante la ecuación F_resultante = m x a, Dónde F_resultante representa la fuerza resultante que se aplica al objeto, metro representa la masa del objeto y los representa la aceleración del objeto.
   • Cuando use esta ecuación, use las unidades de medida SI (Sistema Internacional de Unidades). Utilice kilogramo (kg) para la masa, Newton (N) para fuerza y ​​metro por segundo al cuadrado (m / s) para aceleración.

2. 

   Encuentra la masa del objeto. Para averiguar la masa del objeto, utilice una balanza (mecánica o digital) para obtener el valor en gramos. Si el objeto es muy grande, es posible que deba buscar alguna referencia que pueda proporcionar el valor de su masa. En el caso de objetos grandes, es probable que la masa se exprese en kilogramos (kg).
   • Para usarse en esta ecuación, la masa debe convertirse a kilogramos. Si el valor de la masa está en gramos, divídalo por 1000 para convertirlo en kilogramos.

3. 

   Calcula la fuerza resultante que actúa sobre el objeto. La fuerza resultante (o resultante de las fuerzas) es una fuerza que está desequilibrada. Si tiene dos fuerzas en direcciones opuestas que actúan sobre un objeto y una es mayor que la otra, tendrá una fuerza resultante en la dirección de la fuerza mayor. La aceleración es el resultado de una fuerza desequilibrada que actúa sobre un objeto y provoca un cambio en su velocidad en la misma dirección que la fuerza que lo tira o empuja.
   • Ejemplo: imagina que tú y tu hermano mayor están jugando al tira y afloja. Tiras de la cuerda hacia la izquierda con una fuerza de 5 Newton, mientras tira de la cuerda en la dirección opuesta con una fuerza de 7 Newton. La resultante de las fuerzas que actúan sobre la cuerda es 2 Newton a la derecha (hacia tu hermano).
   • 1 Newton (N) es equivalente a 1 kilogramo por metro por segundo al cuadrado (kg * m / s).

4. 

   Reorganizar la ecuación F = ma para calcular la aceleración. Puede modificar la fórmula de la segunda ley de Newton para poder encontrar la aceleración; para esto, divide los dos lados de la ecuación por la masa y llegarás a la expresión a = F / m. Para calcular el valor de aceleración, divida la fuerza por la masa del objeto que se acelera.
   • La fuerza es directamente proporcional a la aceleración; por tanto, cuanto mayor es la fuerza, mayor es la aceleración.
   • La masa es inversamente proporcional a la aceleración; por lo tanto, cuanto mayor es la masa, menor es la aceleración.

5. 

   Aplica la fórmula para encontrar la aceleración. La aceleración es igual al cociente de la división de la fuerza resultante que actúa sobre el objeto por la masa del objeto. Después de reemplazar los valores de las variables, resuelva la división simple para llegar al valor de aceleración del objeto.
   • Ejemplo: una fuerza de 10 Newton actúa uniformemente sobre una masa de 2 kg. Calcula la aceleración del objeto.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Parte 3 de 3: compruebe sus conocimientos

1. Dirección de aceleración. El concepto físico de aceleración no siempre se corresponde con la forma en que se utiliza en la vida cotidiana. Toda aceleración tiene una dirección: en general decimos que es positiva si se orienta hacia arriba o para Derecha y negativo si se orienta hacia bajo o para izquierda. Mire la tabla a continuación y vea si su resolución tiene sentido:

2. 

   Dirección de la fuerza. Recuerde: una fuerza solo causa aceleración en la dirección en la que opera. Algunos problemas pueden proporcionar información irrelevante para intentar confundirlo.
   • Ejemplo: un bote de juguete con una masa de 10 kg se acelera a 2 m / s en dirección norte. El viento sopla hacia el oeste, ejerciendo una fuerza de 100 Newton en el juguete. Calcula la nueva aceleración norte del barco.
   • Respuesta: Dado que la fuerza del viento es perpendicular a la dirección del movimiento, no afectará el movimiento en esa dirección. Por tanto, la embarcación seguirá acelerando a 2 m / s en dirección norte.

3. 

   Fuerza resultante. Si más de una fuerza está actuando sobre un objeto, debe combinarlas para determinar la fuerza resultante antes de calcular la aceleración. En preguntas que involucran dos dimensiones, la resolución sería la siguiente:
   • Ejemplo: Ana tira de una caja de 400 kg hacia la derecha con una fuerza de 150 Newton. Carlos está en el lado izquierdo del área y lo empuja con una fuerza de 200 Newton. El viento sopla hacia la izquierda, ejerciendo una fuerza de 10 Newton. Calcula la aceleración de la caja.
   • Respuesta: Este problema utiliza un lenguaje complejo para intentar confundir al lector. Al dibujar un diagrama del problema, verá que las fuerzas que actúan sobre la caja son 150 Newton derecha, 200 Newton derecha y 10 Newton para la izquierda. Si la dirección adoptada como positiva es "correcta", la fuerza resultante será 150 + 200 - 10 = 340 Newton. Entonces aceleración = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s.