Se presentan ejemplos con explicaciones sobre los conceptos de aceleración de un objeto en movimiento. Más problemas y sus soluciones también se pueden encontrar en este sitio web.
Aceleración Media
La aceleración media es una cantidad vectorial (magnitud y dirección) que describe la tasa de cambio (con el tiempo) de la velocidad de un objeto en movimiento.Un objeto con velocidad inicial v0 en el tiempo t0 y velocidad final v en el tiempo t tiene una aceleración media entre t0 y t dada por
= Δv / Δt
Ejemplos con Soluciones
Ejemplo 1
¿Cuál es la aceleración de un objeto que se mueve con velocidad uniforme?
Solución:
Si la velocidad es uniforme, digamos V, entonces las velocidades inicial y final son ambas iguales a V y la definición de la aceleración da
La aceleración de un objeto que se mueve a velocidad constante es igual a 0.
Ejemplo 2
Un coche acelera desde el reposo hasta una velocidad de 36 km/h en 20 segundos. ¿Cuál es la aceleración del coche en m/s2?
Solución:
La velocidad inicial es 0 (desde el reposo) y la velocidad final es 36 km/h. Por lo tanto,
36 km/h = 36 * 1000 m / 3600 s = 10 m/s
aceleración media = 10 m/s / 20 segundos = 0.5 m/s 2
Ejemplo 3
Un coche se desacelera de una velocidad de 72 km/h a reposo en 25 segundos. ¿Cuál es la aceleración del coche en m/s 2 ?Solución:
La velocidad inicial es 72 km/h y la velocidad final es 0 (reposo). Por lo tanto,
Ahora convertimos 72 km/h a m/s de la siguiente manera
72 km/h = 72 * 1000 m / 3600 s = 20 m/s
Por lo tanto,
aceleración media = - 20 m/s / 25 segundos = -0.8 m/s 2
Ejemplo 4
Un avión tiene una velocidad de despegue de 300 km/h. ¿Cuál es la aceleración en m/s 2 del avión si partió desde el reposo y tomó 45 segundos para despegar?Solución:
La velocidad inicial es 0 (desde el reposo) y la velocidad final es 300 km/h (despegue). Por lo tanto,
|
aceleración media =
|
300 km/h - 0
45 segundos
|
=
|
300 km/h
45 segundos
|
Ahora convertimos 300 km/h a m/s de la siguiente manera
300 km/h = 300 * 1000 m / 3600 s = 83.3 m/s
Por lo tanto
|
aceleración media =
|
83.3 m/s
45 segundos
|
= 1.85 m/s2 |
Ejemplo 5
¿Qué aceleración se necesita para acelerar un coche de 36 km/h a 72 km/h en 25 segundos?Solución:
La velocidad inicial es 36 km/h y la velocidad final es 72 km/h, por lo tanto
|
aceleración media =
|
72 km/h - 36 km/h
25 segundos
|
=
|
36 km/h
25 segundos
|
36 km/h = 36 * 1000 m / 3600 s = 10 m/s
|
aceleración media =
|
10 m/s
25 segundos
|
= 0.4 m/s2 |
Ejemplo 6
Comenzando con una velocidad constante de 50 km/h, un coche acelera durante 32 segundos a una aceleración de 0.5 m/s 2 . ¿Cuál es la velocidad del coche al final del período de 32 segundos de aceleración?Solución:
50 km/h es la velocidad inicial; se nos da la aceleración y se nos pide encontrar la velocidad final.
|
aceleración media =
|
0.5 m/s2 = | V - 50 km/h
32 segundos
|
La ecuación anterior se puede escribir como
V - 50 km/h = 0.5 m/s 2 * 32 s = 16 m/s
convertimos 16 m/s a km/h
16 m/s = 16 m * (1 km / 1000 m) / (1 s * 1 h / 3600 s) = 16 * 3600 / 1000 km/h = 57.6 km/h
V = 57.6 km/h + 50 km/h = 107.6 km/h
Ejemplo 7
¿Cuánto tiempo se tarda en acelerar un coche de una velocidad de 50 km/h a una velocidad de 100 km/h con una aceleración de 1 m/s 2 ?Solución:
La velocidad inicial es de 50 km/h y la velocidad final es de 100 km/h, y se nos da la aceleración.
|
aceleración media =
|
1 m/s2 = | 100 km/h - 50 km/h
t
|
La ecuación anterior da la siguiente fórmula
1 m/s 2 * t = 50 km/h
50 km/h = 50 km * (1000 m / 1 km) / (1 h * (3600 s / 1 h)) = 13.8 m/s
t = (13.8 m/s) / (1 m/s 2 ) = 13.8 segundos