3 maneras de calcular la aceleración

Si alguna vez ha visto una mosca roja brillante de Ferrari, por delante de su Honda Civic después de un semáforo, ha experimentado diferentes tasas de aceleración de primera mano. La aceleración es la tasa de cambio en la velocidad de un objeto a medida que se mueve. Puede calcular esta tasa de aceleración, medida en metros por segundo, en función del tiempo que le lleva a ir de una velocidad a otra, o en función de la masa de un objeto.

Pasos

Método 1 de 3:

Cálculo de la aceleración de una fuerza

1. Define la segunda ley de movimiento de Newton. La segunda ley de movimiento de Newton establece que cuando las fuerzas que actúan sobre un objeto están desequilibradas, el objeto acelerará. Esta aceleración depende de las fuerzas netas que actúan sobre el objeto y la masa del objeto. Usando esta ley, la aceleración se puede calcular cuando una fuerza conocida está actuando sobre un objeto de masa conocida.

La ley de Newton puede estar representada por la ecuación F_neto = m x a, dónde F_neto Es la fuerza total que actúa sobre el objeto, metro es la masa del objeto, y a Es la aceleración del objeto.
Al usar esta ecuación, mantenga sus unidades en el sistema métrico. Use kilogramos (kg) para masa, newtons (n) para la fuerza, y metros por segundo cuadrado (m / s) para la aceleración.

2. Encuentra la masa de tu objeto. Para encontrar la masa de un objeto, simplemente colóquelo en un equilibrio o escala y encuentre su masa en gramos. Si tiene un objeto muy grande, es posible que deba encontrar una referencia que pueda proporcionarle la misa. Los objetos más grandes probablemente tendrán una masa con la unidad de kilogramos (kg).

Para esta ecuación, querrá convertir la masa en kilogramos. Si la masa que tienes está en gramos, simplemente divide esa masa en 1000 para convertir en kilogramos.

3. Calcular la fuerza neta que actúa en su objeto. Una fuerza neta es una fuerza desequilibrada. Si tiene dos fuerzas que se oponen entre sí y una es más grande que la otra, tendrá una fuerza neta en la dirección de la fuerza más grande. La aceleración ocurre cuando una fuerza desequilibrada actúa sobre un objeto, lo que hace que cambie velocidades hacia la dirección que la fuerza está empujando o tirando de ella.

Por ejemplo: vamos a decir que usted y su hermano mayor están jugando TRAG-of-WAR. Tiras la cuerda hacia la izquierda con una fuerza de 5 Newtons mientras tu hermano tira de la cuerda en la dirección opuesta con una fuerza de 7 Newtons. La fuerza neta en la cuerda es de 2 Newtons a la derecha, en la dirección de su hermano.

Para comprender adecuadamente las unidades, sepa que 1 Newton (N) es igual a 1 kilogramo x metro / segundo cuadrado (kg x m / s).

4. Reorganizar la ecuación F = MA para resolver para la aceleración. Puede cambiar esta fórmula para resolver la aceleración dividiendo ambos lados por la masa, por lo que: A = F / M. Para encontrar la aceleración, simplemente divida la fuerza por la masa del objeto que se está acelerando.

La fuerza es directamente proporcional a la aceleración, lo que significa que una fuerza mayor conducirá a una mayor aceleración.

La masa es inversamente proporcional a la aceleración, lo que significa que con una masa mayor, la aceleración disminuirá.

5. Usa la fórmula para resolver para la aceleración. La aceleración es igual a la fuerza neta que actúa sobre un objeto dividido por la masa del objeto. Una vez que haya establecido los valores para sus variables, haga la división simple para encontrar la aceleración del objeto.

Por ejemplo: una fuerza de 10 Newton actúa uniformemente en una masa de 2 kilogramos. ¿Cuál es la aceleración del objeto??

a = f / m = 10/2 = 5 m / s

Método 2 de 3:

Cálculo de la aceleración media de dos velocidades

1. Definir la ecuación para la aceleración media. Puede calcular la aceleración promedio de un objeto durante un período de tiempo basado en su velocidad (su velocidad que viaja en una dirección específica), antes y después de ese tiempo. Para hacer esto, necesita saber la ecuación para la aceleración: a = Δv / Δt dónde a es aceleración, Δv es el cambio en la velocidad, y Δt es la cantidad de tiempo que tomó para que ocurra ese cambio.

La unidad para la aceleración es medidos por segundo por segundo o m / s.
La aceleración es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene una magnitud y una dirección. La magnitud es la cantidad total de aceleración, mientras que la dirección es la forma en que se está moviendo el objeto. Si se está desacelerando, la aceleración será negativa.

2. Entender las variables. Puedes definir aún más Δv y Δt: Δv = v_F - v_I y Δt = t_F - t_I dónde v_F es la velocidad final, v_I es el velocidad inicial, t_F es el tiempo final, y t_I es el tiempo de inicio.

Debido a que la aceleración tiene una dirección, es importante restar siempre la velocidad inicial de la velocidad final. Si los invierte, la dirección de su aceleración será incorrecta.

A menos que se indique lo contrario en el problema, el tiempo de inicio suele ser 0 segundos.

3. Usa la fórmula para encontrar la aceleración. Primero anote su ecuación y todas las variables dadas. La ecuación es a = Δv / Δt = (v_F - v_I) / (t_F - t_I). Resta la velocidad inicial de la velocidad final, luego divida el resultado por el intervalo de tiempo. El resultado final es su aceleración promedio en ese momento.

Si la velocidad final es menor que la velocidad inicial, la aceleración se reducirá para ser una cantidad negativa o la velocidad a la que se ralentiza un objeto.

Ejemplo 1: Un coche de carreras se acelera uniformemente de 18.5 m / s a 46.1 m / s en 2.47 segundos. ¿Cuál es su aceleración media??

Escribe la ecuación: a = Δv / Δt = (v_F - v_I) / (t_F - t_I)

Definir las variables: v_F = 46.1 m / s, v_I = 18.5 m / s, t_F = 2.47 s, t_I = 0 s.

Resolver: a = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 metros / segundo.

Ejemplo 2: Un motorista que viaja a las 22.4 m / s se detiene en 2.55 s después de aplicar frenos. Encuentra su desaceleración.

Escribe la ecuación: a = Δv / Δt = (v_F - v_I) / (t_F - t_I)

Definir las variables: v_F = 0 m / s, v_I = 22.4 m / s, t_F = 2.55 s, t_I = 0 s.

Resolver: a = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 metros / segundo.

Método 3 de 3:

Confirmando su comprensión

1. Entender la dirección de la aceleración. El concepto de física de aceleración no siempre depende de cómo usaríamos el término en la vida cotidiana. Cada aceleración tiene una dirección, generalmente representada como positiva si está arriba o derecha, y negativa, si está abajo o hacia la izquierda. Vea si su respuesta tiene sentido basado en este desglose:

Comportamiento de un coche	¿Cómo está cambiando la velocidad??	Dirección de aceleración
Conductor que se mueve a la derecha (+) golpea el pedal de gas	+ → ++ (más positivo)	positivo
Conductor que se mueve a la derecha (+) golpea los frenos	++ → + (menos positivo)	negativo
Conductor en movimiento izquierdo (-) golpea el pedal de gas	- → - (más negativo)	negativo
Conductor en movimiento a la izquierda (-) golpea los frenos	-- → - (menos negativo)	positivo
Conductor se mueve a la velocidad constante	sigue siendo el mismo	la aceleración es cero

2. Entender la dirección de la fuerza. Recuerda, una fuerza solo causa la aceleración en la dirección de la fuerza. Algunos problemas pueden tratar de engañarte con valores irrelevantes.

Problema del ejemplo: un bote de juguete con 10 kg de masa se está acelerando al norte a 2 m / s. Un viento que sopla hacia el oeste ejerce una fuerza de 100 newtons en el barco. ¿Cuál es la nueva aceleración del norte del barco??

Solución: Debido a que la fuerza es perpendicular a la dirección del movimiento, no tiene un efecto en movimiento en esa dirección. El barco continúa acelerando hacia el norte a las 2 m / s.

3. Entender la fuerza neta. Si más de una fuerza actúa sobre un objeto, combínelos en una fuerza neta antes de calcular la aceleración. Para un problema en dos dimensiones, esto se ve algo así:

Problema del ejemplo: Abril está tirando de un contenedor de 400 kg a la derecha con una fuerza de 150 Newtons. Bob se encuentra a la izquierda del contenedor y empuja con una fuerza de 200 Newtons. Un viento que sopla a la izquierda ejerce una fuerza de 10 Newtons. ¿Cuál es la aceleración del contenedor??

Solución: este problema utiliza un lenguaje difícil para tratar de atraparte. Dibuja un diagrama y verás que las fuerzas son 150 Newtons a la derecha, 200 Newtons a la derecha, y 10 Newtons se fueron. Si "derecho" es la dirección positiva, la fuerza neta es de 150 + 200 - 10 = 340 Newtons. Aceleración = F / M = 340 Newtons / 400 kg = 0.85 m / s.

Video.

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