La cinemática es la rama de la física que describe los conceptos básicos del movimiento, y a menudo se le asigna la tarea de encontrar una cantidad dado el conocimiento de un par de otras. Aprender las ecuaciones de aceleración constante lo prepara perfectamente para este tipo de problema, y si tiene que encontrar aceleración pero solo tienen una velocidad inicial y final, junto con la distancia recorrida, puede determinar la aceleración. Solo necesitas la correcta de las cuatro ecuaciones y un poco de álgebra para encontrar la expresión que necesitas.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La fórmula de aceleración se aplica solo a la aceleración constante, yasignifica aceleración,vsignifica velocidad final,tusignifica velocidad inicial yses la distancia recorrida entre la velocidad inicial y final.
Las ecuaciones de aceleración constante
Hay cuatro ecuaciones principales de aceleración constante que necesitará para resolver todos los problemas como este. Solo son válidos cuando la aceleración es "constante", es decir, cuando algo se acelera a un ritmo constante en lugar de acelerar cada vez más rápido a medida que pasa el tiempo. La aceleración debida a la gravedad puede usarse como un ejemplo de aceleración constante, pero los problemas a menudo especifican cuándo la aceleración continúa a una tasa constante.
Las ecuaciones de aceleración constante utilizan los siguientes símbolos:asignifica aceleración,vsignifica velocidad final,tusignifica velocidad inicial,ssignifica desplazamiento (es decir, distancia recorrida) ytsignifica tiempo. Las ecuaciones dicen:
v = u + en \\ s = 0.5 (u + v) t \\ s = ut + 0.5at ^ 2 \\ v ^ 2 = u ^ 2 + 2as
Diferentes ecuaciones son útiles para diferentes situaciones, pero si solo tiene las velocidadesvytu, junto con la distancias, la última ecuación se adapta perfectamente a sus necesidades.
Reorganice la ecuación paraa
Obtenga la ecuación en la forma correcta reorganizándola. Recuerde, puede reorganizar las ecuaciones como desee siempre que haga lo mismo en ambos lados de la ecuación en cada paso.
Empezando desde:
v ^ 2 = u ^ 2 + 2 como
Sustraertu2 de ambos lados para obtener:
v ^ 2-u ^ 2 = 2 como
Divide ambos lados por 2s(y revertir la ecuación) para obtener:
a = \ frac {v ^ 2-u ^ 2} {2s}
Esto le dice cómo encontrar la aceleración con velocidad y distancia. Sin embargo, recuerde que esto solo se aplica a la aceleración constante en una dirección. Las cosas se complican un poco más si tienes que agregar una segunda o tercera dimensión al movimiento, pero esencialmente creas una de estas ecuaciones para el movimiento en cada dirección individualmente. Para una aceleración variable, no hay una ecuación simple como esta para usar y tienes que usar el cálculo para resolver el problema.
Ejemplo de cálculo de aceleración constante
Imagine que un automóvil viaja con aceleración constante, con una velocidad de 10 metros por segundo (m / s) en el inicio de una pista de 1 kilómetro (es decir, 1.000 metros) de longitud y una velocidad de 50 m / s al final de la pista. ¿Cuál es la aceleración constante del automóvil? Usa la ecuación de la última sección, recordando queves la velocidad final ytues la velocidad inicial. Así que tienesv= 50 m / s,tu= 10 m / sys= 1000 m. Insértelos en la ecuación para obtener:
a = \ frac {50 ^ 2-10 ^ 2} {2 \ times 1000} = \ frac {2400} {2000} = 1.2 \ text {m / s} ^ 2
Entonces, el automóvil acelera a 1.2 metros por segundo por segundo durante su viaje a través de la pista, o en otras palabras, gana 1.2 metros por segundo de velocidad cada segundo.
