aceleracion media

Aceleración media

Se define la aceleración media entre dos puntos P1 y P2 como la división de la variación de la velocidad y el tiempo transcurrido entre ambos puntos:

a→m=v→2−v→1t2−t1=Δv→Δt

• →m : Es la aceleración media del punto material
• v→1 ,v→2 : Vectores velocidad en los puntos  P1 y P2respectivamente
• t1,t2: Instantes de tiempo inicial y final respectivamente
• Δv→ : Variación de la velocidad entre los puntos inicial y final P1 y P2
• Δt : Tiempo invertido en realizar el movimiento entre  P1 y P2

Características:

La ecuación de dimensiones de la aceleración media es [am] = LT-2

Unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) de la aceleración es el metro por segundo al cuadrado (m/s2).  Un cuerpo con una aceleración de 1 m/s2 varía su velocidad en 1 metro/segundo cada segundo.

Su módulo (el "tamaño" del vector) es igual al módulo del vector variación de la velocidad dividido entre el tiempo transcurrido

Su dirección y su sentido son las mismas que las del vector variación de la velocidad

Ejercicios resueltos:

Un camión de bomberos aumenta su velocidad de 0 a 21 m/s hacia el Este, en 3.5 segundos. ¿Cuál es su aceleración?

 Dado:

Velocidad inicial (Vi): 0 m/s
Velocidad final (Vf): 21 m/s, Este
Tiempo (t): 3.5 segundos
Desconocida: Aceleración a=?

Ecuación básica:

Solución:

Respuesta:  Para indicar la aceleración debes indicar también la dirección.  Como el objeto se mueve hacia el este la respuesta es:  6m/s² , Este

El resultado indica que por cada segundo que transcurre, la velocidad del auto aumenta por 6.0 m/s

. Calcula el tiempo necesario para que un automóvil que se mueve con una rapidez de 100 km/h recorra una distancia de 200 km.

Para resolver este problema es necesario despejar la ecuación de rapidez para obtener la fórmula que nos permitirá calcular el tiempo transcurrido:

Ejercicios a resolver:

1. Un avión vuela en línea recta hacia el norte durante 15 min si lleva una velocidad de 700 km/h, ¿cuál es la distancia que recorre durante ese tiempo? Nota: se deben transformar los minutos a horas para poder tener unidades iguales en todos los datos. R= 175 km

2. Una pelota recorre 20 m hacia la derecha y luego 10 m hacia la izquierda, todo en un lapso de tiempo de 10 s, ¿cuál es su velocidad y rapidez? R= r= 3 m/s porque se considera la distancia total de todo el recorrido, es decir 30 m; v= 1 m/s hacia la derecha porque el vector del desplazamiento se dibuja desde el punto inicial hasta el punto final del recorrido, entonces la longitud es de 10 m hacia la derecha. 

Videos:

Conclusión:

  Si queremos que la aceleración y velocidad de un móvil este en función del tiempo solamente, debemos derivarlo.

  Un cuerpo puede tener aceleración a pesar de no tener velocidad.

   

Link:

https://www.fisicalab.com/apartado/velocidad-media#contenidos

http://es.wikihow.com/calcular-la-aceleraci%C3%B3n-media

MRUV

MRUV

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.

También puede definirse como el movimiento que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA).

Características:

La velocidad es directamente proporcional al tiempo 

La rapidez varia y según esta aumente o disminuya, el movimiento es acelerado o retardado, respectivamente. 

A) La trayectoria que recorre es una línea recta.
B) La velocidad cambia, permaneciendo constante 
el valor de la aceleración. 

a = Aceleración [m/s²]

V_f = Velocidad final [m/s]
V₀ = Velocidad inicial [m/s]
t_f = Tiempo final [s]
t₀ = Tiempo inicial [s]
t = Período de tiempo [s]
V_(t) = Velocidad [m/s]

 Gráficos de ejemplo

1) Sin velocidad inicial, con velocidad en aumento.



2) Con velocidad inicial, con velocidad en aumento.



3) Con velocidad inicial, con velocidad en descenso.



4) Con velocidad inicial, con velocidad en descenso. Al detenerse, comenzando a aumentar su velocidad en sentido contrario.

Ejercicios resueltos:

Ejercicios para resolver:

1) Un móvil se desplaza con MUV partiendo del reposo con una aceleración de 51840 km/h2, calcular:

¿Qué velocidad tendrá a los 10 s?

¿Qué distancia habrá recorrido a los 32 s de la partida?

2) Un automóvil parte del reposo con una aceleración constante de 0.2 m/s2, transcurridos 2 minutos deja de acelerar y sigue con velocidad constante, determinar:

¿Cuántos km recorrió en los primeros 2 minutos?

¿Qué distancia habrá recorrido a las 2 horas  de la partida?

Videos:

Links:

http://www.fisicapractica.com/velocidad-mruv.php

https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniformemente_acelerado

http://cem.epn.edu.ec/applets/PRACTICAS%20VIRTUALES/2%20MRUV/practica%20virtual_MRUV.htm

Aceleracion instantanea.

Aceleración Instantánea

En palabras más simples, la aceleración instantánea es la aceleración que lleva un objeto en un instante específico. Esta aceleración puede medirse cuando se conoce la aceleración media que se registra entre dos instantes muy breves (lo más cercano posible a 0). Cuando se descubre la aceleración que existe entre dos momentos muy próximos, se obtiene la aceleración instantánea.

Por todo esto se puede señalar que la aceleración instantánea equivale al límite de aumento de velocidad que existe cuando el periodo temporal tiende a 0.

Debido a que la aceleración media entre dos puntos se calcula dividiendo la modificación de velocidad del cuerpo por el tiempo que transcurrió al pasar de un punto al otro, la aceleración instantánea es equivalente a la aceleración que se registra cuando se avanza durante un periodo próximo al 0.

Características:

La ecuación de dimensiones de la aceleración media es [am] = LT-2

Unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) de la aceleración es el metro por segundo al cuadrado (m/s2).  Un cuerpo con una aceleración de 1 m/s2 varía su velocidad en 1 metro/segundo cada segundo.

Su módulo (el "tamaño" del vector) es igual al módulo del vector variación de la velocidad dividido entre el tiempo transcurrido

Su dirección y su sentido son las mismas que las del la vector variación de la velocidad

Ejercicios a resolver:

1. Un avión vuela en línea recta hacia el norte durante 15 min si lleva una velocidad de 700 km/h, ¿cuál es la distancia que recorre durante ese tiempo? Nota: se deben transformar los minutos a horas para poder tener unidades iguales en todos los datos. R= 175 km

2. Una pelota recorre 20 m hacia la derecha y luego 10 m hacia la izquierda, todo en un lapso de tiempo de 10 s, ¿cuál es su velocidad y rapidez? R= r= 3 m/s porque se considera la distancia total de todo el recorrido, es decir 30 m; v= 1 m/s hacia la derecha porque el vector del desplazamiento se dibuja desde el punto inicial hasta el punto final del recorrido, entonces la longitud es de 10 m hacia la derecha. 

Video:

Conclusión:

·  Si queremos que la aceleración y velocidad de un móvil este en función del tiempo solamente, debemos derivarlo.

·  Un cuerpo puede tener aceleración a pesar de no tener velocidad.

   

Links:

https://www.fisicalab.com/apartado/aceleracion-media

https://sites.google.com/site/timesolar/cinematica/ejemplosaceleracion

http://definicion.de/aceleracion-instantanea/

mru

MRU

Un movimiento es rectilíneo cuando un objeto describe una trayectoria recta respecto a un observador, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula.

Nótese que el movimiento rectilíneo puede ser también no uniforme, y en ese caso la relación entre la posición y el tiempo es algo más compleja.

Características:

·        Movimiento que se realiza sobre una línea recta.

·        Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

·        La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.

·        no hay aceleración

Formulas:

dx=v.t

v=dx/t

t=dx/v

Ejercicios resueltos:

Problema 1

¿A cuántos m/s equivale la velocidad de un avión que se desplaza a 216 km/h?

Solución

216 km/h
=	216 *	Donde 1km = 1 000 m
=	216 000 m/h	Se cancelan los km
=	216 000 *	Donde 1h = 3 600 s
=	60 m/s	Se cancelan las h y realizamos la división

La respuesta la equivalencia, nos queda que 216 km/h = 60 m/s

Problema 2

El Automóvil Bugatti Veyron de 2009 recorre una recta con velocidad constante. En los instantes t1 = 0 s y t2 = 6 s, sus posiciones son x1 = 10.5 cm y x2 = 35.5 cm. Determinar:

a) Velocidad del automóvil Bugatti Veryron.

b) La posición del autoBugatti Veryron en t₃ = 2 s.

c) Las ecuaciones de movimiento del deportivo Bugatti Veryron.

Solución

Datos:

Momento 1	Momento 2
x1 = 10.5 cm	x2 = 135.5 cm
t1 = 0 s	t2 = 6 s

a) Como:

Δv = Δx/Δt
Δv = (x₂ - x₁) / (t₂ - t₁)
Δv = (35.5 cm - 10.5 cm) / (6 s - 0 s)
Δv = 25 cm / 6 s
Δv = 4.16 cm/s

La velocidad de automóvil Bugatti Veyron es de 4.16 cm/s

b) Para t₃ = 2 s:

Δx = Δv.Δt
Δx = (4.16 cm/s).(2 s)
Δx = 8.32 cm

El espacio recorrido del Bugatti Veyron después de iniciar su movimiento es 8.32 m. Recordemos que su posición inicial del punto de referencia era 10.5 m y como se desplazo 8.32m, entonces su posición después de transcurrir  2 s es de 18.82 m.

c) Para la ecuación del movimiento, tenemos en cuenta la formula General X = v.t + X₀

Tomamos los datos que hemos obtenidos v = 4.16 cm/s, X₀ = 10.5 cm, es decir; la ecuación es:

X = (4.16 cmm/s).t + 10.5 cm    
ó sin las unidades nos quedad X = 4.16t + 10.5

Ejercicios para resolver:

1) ¿Qué tiempo demorará una señal de radio enviada desde la Tierra en llegar a la Luna?

Dato útil

Distancia desde la Tierra hasta la Luna (300 000 km/s)

2) En cierto lugar de la Ciudad de la Habana se escucha el “Cañonazo” a las 9 h y 20 s ¿A qué distancia de la “Fortaleza de la Cabaña” se encontrará dicho lugar?

3) La figura es la representación gráfica de la velocidad con respecto al tiempo del movimiento en línea recta de un corredor.

a) ¿Qué tipo de movimiento lleva el corredor? Explica.

b) Determina la distancia recorrida por él en 6 s. Represéntala en la gráfica.

Videos:

Conclusión:

En conclusión podemos decir que el movimiento rectilíneo uniforme se produce cuando la velocidad es constante. Se dice que es "uniforme" cuando no hay cambios en la velocidad, es decir se mueve de una misma forma, velocidad igual o "constante”. La velocidad es igual a la distancia entre el tiempo. Este tipo de movimiento no presenta variación en su velocidad a menos que una fuerza extra actué sobre el objeto pero ahí ya se llamaría movimiento rectilíneo uniformemente variado. Su magnitud y velocidad no cambia.

Links:

https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniforme

http://fisica.cubaeduca.cu/medias/interactividades/mru/co/modulo_contenido_5.html

movimiento parabolico

Movimiento parabólico

Se denomina movimiento parabólico, al movimiento realizado por cualquier objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. El movimiento parabólico es un ejemplo de un movimiento realizado por un objeto en dos dimensiones o sobre un plano. Puede considerarse como la combinación de dos movimientos que son un movimiento horizontal uniforme y un movimiento vertical acelerado.

La composición de un movimiento uniforme y otro uniformemente acelerado resulta un movimiento cuya trayectoria es una parábola.

Un MRU horizontal de velocidad vx constante.

Un MRUA vertical con velocidad inicial voy hacia arriba.

Denominamos proyectil a todo cuerpo que una vez lanzado se mueve solo bajo la aceleración de la gravedad.

Características:

·         Conociendo la velocidad de salida (inicial), el ángulo de inclinación inicial y la diferencia de alturas (entre salida y llegada) se conocerá toda la trayectoria.

·         Los ángulos de salida y llegada son iguales (siempre que la altura de salida y de llegada sean iguales)

·         La mayor distancia cubierta o alcance se logra con ángulos de salida de 45º.

·         Para lograr la mayor distancia fijado el ángulo el factor más importante es la velocidad.

·         Se puede analizar el movimiento en vertical independientemente del horizontal.

Velocidad

La velocidad inicial del cuerpo (v₀) tiene dos componentes, la x y la y. Depende de la fuerza con la que salga la partícula y el ángulo de lanzamiento.

La velocidad de la coordenada xserá constante, ya que es un movimiento uniforme. La velocidad de la componente y disminuye por la gravedad. 

Aceleración:

La aceleración solamente está presente en la componente vertical. El movimiento horizontal es uniforme mientras que sobre la componente y influye la aceleración de la gravedad, que hace que se frene el cuerpo (en el caso de que esté subiendo) hasta descender y caer al suelo.

Ejercicios resueltos:

Calcular la distancia, la altura y el tiempo de caída de un tiro parabólico que lleva una velocidad de 30m/s y forma una ángulo de 60° con la horizontal.

Primero calculamos la distancia recorrida.

d= v12sen2a / g = (30m/s)2 sen 2(60°) / 9.8 m/s2 = 158.99 m

Ahora la altura alcanzada.

h= v21sen2a / 2g= (30 m/s)2 sen2 (60°) / 2(9.8 m/s2) = 36.29 m

Por último el tiempo realizado.

t= v1 sen a / g= 30 m/s (sen 60°) / 9.8 m/s2 = 2.85 s

Ejercicios para resolver:

Se patea un balón de futbol a una velocidad de 30 km/h formando un ángulo de 37grados:

a) indicar su tiempo de vuelo

b) distancia recorrida del balón.

Se lanza una ballesta con una velocidad de 40 km/h formando una ángulo de 45 grados. Indicar: 

A) Su tiempo  de vuelo

b) distancia que recorre la ballesta.

Videos:

Links:

https://www.fisicalab.com/apartado/movimiento-parabolico

http://recursostic.educacion.es/descartes/web/materiales_didacticos/comp_movimientos/parabolico.htm

http://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-parabolico/