aceleración escalar media es una cantidad física que mide la variación de la velocidad (ov) de un móvil en un intervalo de tiempo determinado (Δt). La unidad de aceleración en el Sistema Internacional de Unidades es m / s².
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La palabra escalada denota que esta cantidad, la aceleración escalar promedio, está completamente definida por su magnitud, y no es necesario especificar una dirección y una dirección para ella. Esto es posible ya que la mayoría de los ejercicios sobre este tema implican movimientos unidimensionales. La palabra promedio, a su vez, indica que la aceleración calculada representa un promedio y no es necesariamente igual a la aceleración en cada instante de un movimiento.
Para calcular la aceleración escalar media de un móvil, utilizamos la siguiente ecuación:
La - aceleración media (m / s²)
ov - variación de velocidad (m / s)
t - intervalos de tiempo)
En la ecuación anterior, Δv se refiere al cambio en el módulo de velocidad. Podemos calcular esta variación de velocidad usando la siguiente igualdad:
Δv = vF - v0. El intervalo de tiempo Δt se calcula de forma similar: Δt = tF - t0. Por lo tanto, es posible reescribir la fórmula de aceleración promedio que se muestra arriba de manera más completa:
v - velocidad final
v0 - velocidad final
t - momento final
t0 - momento inicial
Función horaria de la velocidad
Cuando un rover acelera de manera constante, es decir, cuando su velocidad cambia uniformemente durante intervalos de tiempo iguales, podemos determine su velocidad final (v) después de un intervalo de tiempo de aceleración constante (a) usando su función de velocidad por hora, verificar:
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Gráficos de movimiento acelerados
La ecuación anterior muestra que la velocidad final de un vehículo de superficie está dada por su velocidad inicial más el producto de su aceleración en el tiempo. Tenga en cuenta que la función que se muestra en la fórmula anterior es una función de primer grado, similar a una ecuación de línea recta. Por lo tanto, los gráficos de posición y velocidad en función del tiempo, los movimientos acelerados (cuando aumenta la velocidad) y retardados (cuando la velocidad disminuye) son los siguientes:
En movimiento acelerado, la gráfica s (t) es una parábola con la concavidad hacia arriba, mientras que v (t) es una línea recta ascendente.
En el movimiento retardado, la gráfica s (t) es una parábola con la concavidad hacia abajo, mientras que v (t) es una línea descendente.
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Aceleraciónescaladaconstante
Cuando la aceleración de un vehículo de superficie es constante, su velocidad aumenta igualmente, por intervalos de tiempo iguales. Por ejemplo, una aceleración de 2 m / s² indica que la velocidad de un vehículo de superficie aumenta en 2 m / s por segundo. La siguiente tabla muestra dos móviles, 1 y 2, que se mueven, respectivamente, con una aceleración constante y una aceleración variable:
Veces) |
Velocidad móvil 1 (m / s) |
Móvil 2 velocidades (m / s) |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
3 |
2 |
4 |
5 |
3 |
6 |
6 |
Tenga en cuenta que la velocidad del móvil 1 aumenta constantemente a 2 m / s cada segundo. Por lo tanto, su aceleración promedio es de 2 m / s², por lo que decimos que su movimiento es igualmentediverso. En el rover 2, sin embargo, la velocidad no cambia constantemente. Entre dos intervalos de tiempo iguales, su velocidad cambia de manera diferente, por lo que decimos que su movimiento es diverso.
Aunque su movimiento es variado, su aceleración media es igual a la aceleración media del móvil 1. Tenga en cuenta el cálculo:
Aunque sus aceleraciones promedio son las mismas, los cuerpos 1 y 2 se mueven de manera diferente
Es importante tener en cuenta que la aceleración promedio solo tiene en cuenta los módulos de velocidad final e inicial, durante un cierto período de tiempo. Independientemente de cómo varió la velocidad, la aceleración promedio solo estará determinada por la diferencia entre los valores de velocidad al inicio y al final del movimiento.
Cálculo de desplazamiento con aceleración constante
Si queremos calcular el desplazamiento de un rover que tiene su velocidad cambiada con una aceleración constante, podemos usar las siguientes fórmulas:
Tenga en cuenta que la fórmula dada anteriormente se puede usar cuando sabemos cuánto tiempo ha estado acelerando un rover. Si no tenemos información sobre el intervalo de tiempo en el que ocurrió un movimiento, deberíamos usar la Ecuación de Torricelli:
aceleración escalar instantánea
A diferencia de la aceleración promedio, la aceleración instantánea determina la variación en la velocidad en cada instante de un movimiento. Por tanto, el intervalo de tiempo elegido debe ser lo más breve posible. La siguiente fórmula proporciona la definición de aceleración escalar instantánea:
Por tanto, la principal diferencia entre las aceleraciones medias e instantáneas es el intervalo de tiempo: la aceleración instantánea se calcula para intervalos de tiempo pequeños, que tienden a cero.
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Ejercicios de aceleración escalar media
1) La velocidad de un vehículo cambia con el tiempo como se muestra en la siguiente tabla:
Velocidad (m / s) |
Veces) |
10 |
0 |
15 |
1 |
20 |
2 |
a) Calcule el módulo de aceleración promedio de este vehículo entre los tiempos t = 0 sy t = 3.0 s.
b) Calcule el espacio recorrido por el vehículo entre los tiempos t = 0 syt = 3.0 s.
c) Determine la función horaria de la velocidad de este vehículo.
Resolución:
a) Para calcular la aceleración promedio del vehículo, usaremos la fórmula de aceleración promedio. Mirar:
b) Calculemos el espacio recorrido por el vehículo a través de su función de posición horaria:
c) Se puede determinar la función horaria del movimiento de este vehículo, si conocemos su velocidad inicial y su aceleración. Mirar:
2) Un conductor conduce su vehículo a 30 m / s cuando ve una señal que indica que la velocidad máxima en la carretera es de 20 m / s. Al pisar el freno, el conductor reduce la velocidad al valor indicado, moviéndose unos 50 m entre el inicio y el final de la frenada. Determine el módulo de desaceleración que tienen impresos los frenos del vehículo.
Resolución:
Podemos calcular la deceleración que producen los frenos del vehículo mediante la ecuación de Torricelli, ya que no se nos informó en qué intervalo de tiempo frena el vehículo:
Por mí. Rafael Helerbrock
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-escalar-media-instantanea.htm
