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Contenido principal

¿Qué es la aceleración?

La velocidad describe cómo cambia la posición; la aceleración describe cómo cambia la velocidad. ¡Dos niveles de cambio!

¿Qué significa la aceleración?

Comparada con el desplazamiento y la velocidad, la aceleración es como el dragón enojado que escupe fuego de las variables de movimiento. Puede ser violenta; algunas personas le tienen miedo; y si es grande, te obliga a que la notes. Ese sentimiento que te da cuando estás sentado en un avión durante el despegue, al frenar súbitamente en un automóvil o al dar una vuelta a alta velocidad en un carrito de carreras, son situaciones en las que estás acelerando.
La aceleración es el nombre que le damos a cualquier proceso en donde la velocidad cambia. Como la velocidad es una rapidez y una dirección, solo hay dos maneras para que aceleres: cambia tu rapidez o cambia tu dirección (o cambia ambas).
Si no estás cambiando tu rapidez y no estás cambiando tu dirección, simplemente no puedes estar acelerando, no importa qué tan rápido vayas. Así, un avión que se mueve con velocidad constante a 800 millas por hora en una línea recta tiene cero aceleración, aunque el avión se esté moviendo muy rápido, ya que la velocidad no está cambiando. Cuando el avión aterriza y se detiene súbitamente, tendrá una aceleración, ya que está frenando.
También puedes pensarlo de esta manera. En un automóvil podrías acelerar al pisar el acelerador o el freno, lo que provocaría un cambio en la rapidez. Pero también podrías usar el volante para girar, lo cual cambiaría tu dirección de movimiento. Cualquiera de estos cambios se considerarían una aceleración, ya que cambian la velocidad.

¿Cuál es la fórmula para la aceleración?

Para ser específicos, la aceleración se define como la tasa de cambio de la velocidad.
a, equals, start fraction, delta, v, divided by, delta, t, end fraction, equals, start fraction, v, start subscript, f, end subscript, minus, v, start subscript, i, end subscript, divided by, delta, t, end fraction
La ecuación anterior dice que la aceleración, a, es igual a la diferencia entre las velocidades final e inicial, v, start subscript, f, end subscript, minus, v, start subscript, i, end subscript, dividida entre el tiempo, delta, t, que le toma a la velocidad cambiar de v, start subscript, i, end subscript a v, start subscript, f, end subscript.
Observa que las unidades para la aceleración son start fraction, start text, m, end text, slash, s, divided by, start text, s, end text, end fraction , que también se pueden escribir como start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction. Esto es porque la aceleración te está diciendo el número de metros por segundo que está cambiando la velocidad, durante cada segundo. Ten en mente que si resuelves a, equals, start fraction, v, start subscript, f, end subscript, minus, v, start subscript, i, end subscript, divided by, delta, t, end fraction para v, start subscript, f, end subscript, obtienes una versión reacomodada de esta fórmula que es muy útil.
v, start subscript, f, end subscript, equals, v, start subscript, i, end subscript, plus, a, delta, t
Esta versión reacomodada de la fórmula te permite encontrar la velocidad final, v, start subscript, f, end subscript, después de un tiempo, delta, t, de aceleración constante, a.

¿Qué es confuso acerca de la aceleración?

Tengo que advertirte que la aceleración es una de las primeras ideas realmente complicadas en física. El problema no es que a las personas les falte intuición acerca de la aceleración. Muchas personas tienen una intuición sobre la aceleración, que desafortunadamente varias veces resulta ser equivocada. Como dijo Mark Twain: "No es lo que no sabes lo que te mete en problemas, es lo que sabes con certeza que simplemente no es así".
La intuición incorrecta a menudo es más o menos así: "La aceleración y la velocidad son básicamente la misma cosa ¿cierto?" Falso. A menudo la gente piensa de manera equivocada que si la velocidad de un objeto es grande, entonces la aceleración también debe ser grande. O piensa que si la velocidad de un objeto es pequeña, significa que la aceleración debe ser pequeña. Pero "simplemente no es así". El valor de la velocidad en un momento dado no determina la aceleración. En otras palabras, yo puedo estar cambiando mi velocidad a una tasa muy grande sin importar si actualmente me estoy moviendo lenta o rápidamente.
Para ayudar a convencerte de que la magnitud de la velocidad no determina la aceleración, trata de averiguar la categoría que describiría cada escenario en la siguiente tabla.
 
Rapidez alta, aceleración baja.
Rapidez alta, aceleración alta.
Rapidez baja, aceleración baja.
Rapidez baja, aceleración alta.
Un automóvil acelerando a fondo después de una luz roja.
Un automóvil que se mueve a una velocidad baja y casi estable por una zona escolar.
Un automóvil que se mueve rápidamente y trata de rebasar a otro en la autopista al acelerar a fondo.
Un automóvil que se mueve por la autopista a una velocidad alta y casi estable.


Me gustaría poder decir que solo hay un concepto erróneo cuando se trata de la aceleración, pero hay otro aún más pernicioso acechando: tiene que ver con si la aceleración es positiva o negativa.
La gente piensa: "Si la aceleración es negativa, entonces el objeto está disminuyendo su rapidez, y si la aceleración es positiva, entonces el objeto está aumentando su rapidez, ¿cierto?" Falso. Un objeto con aceleración negativa podría estar aumentando su rapidez, y un objeto con aceleración positiva podría estar disminuyendo su rapidez. ¿Cómo puede ser esto? Considera el hecho de que la aceleración es un vector que apunta en la misma dirección que el cambio en la velocidad. Esto significa que la dirección de la aceleración determina si estarás sumando o restando a la velocidad. Matemáticamente, una aceleración negativa significa que le vas a restar del valor actual de la velocidad, y una aceleración positiva significa que le vas a sumar al valor actual de la velocidad. Restar del valor de la velocidad podría aumentar la rapidez de un objeto si, para empezar, la velocidad ya fuera negativa, ya que causaría que la magnitud aumentara.
Si la aceleración apunta en la misma dirección que la velocidad, el objeto aumentará su rapidez, y si la aceleración apunta en la dirección opuesta de la velocidad, el objeto disminuirá su rapidez. Revisa las aceleraciones en el siguiente diagrama, en donde un automóvil accidentalmente se mete al lodo (que lo hace disminuir su rapidez) o persigue una dona (que lo hace aumentar su rapidez). Si suponemos que ir hacia la derecha tiene signo positivo, la velocidad es positiva siempre que el automóvil se mueva hacia la derecha, y la velocidad es negativa siempre que el automóvil se mueva hacia la izquierda. La aceleración apunta en la misma dirección que la velocidad si el automóvil está aumentando su rapidez, y apunta en la dirección contraria si el automóvil está disminuyendo su rapidez.
Otra manera de decir esto es que si la aceleración tiene el mismo signo que la velocidad, el objeto estará aumentando su rapidez, y si la aceleración tiene el signo opuesto que la velocidad, el objeto estará disminuyendo su rapidez.

¿Cómo se ven algunos ejemplos resueltos que involucran a la aceleración?

Ejemplo 1:

Un tiburón tigre neurótico inicia desde el reposo y aumenta su rapidez de manera uniforme hasta 12 metros por segundo en un tiempo de 3 segundos.
¿Cuál fue la magnitud de la aceleración promedio del tiburón tigre?
Comienza con la definición de aceleración.
a, equals, start fraction, v, start subscript, f, end subscript, minus, v, start subscript, i, end subscript, divided by, delta, t, end fraction
Sustituye la velocidad final, la velocidad inicial y el intervalo de tiempo.
a, equals, start fraction, 12, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction, minus, 0, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction, divided by, 3, start text, s, end text, end fraction
¡Calcula y celebra!
a, equals, 4, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction

Ejemplo 2:

Un águila calva está volando hacia al izquierda con una rapidez de 34 metros por segundo cuando una ráfaga de viento sopla contra ella, provocando que disminuya su rapidez con una aceleración constante cuya magnitud es de 8 metros por segundo cuadrado.
¿Cuál será la rapidez del águila calva después de que el viento sople durante 3 segundos?
Comienza con la definición de aceleración.
a, equals, start fraction, v, start subscript, f, end subscript, minus, v, start subscript, i, end subscript, divided by, delta, t, end fraction
Resuelve de manera simbólica para despejar la velocidad final de un lado de la ecuación.
v, start subscript, f, end subscript, equals, v, start subscript, i, end subscript, plus, a, delta, t
Sustituye la inicial velocidad como negativa ya que apunta a la izquierda.
v, start subscript, f, end subscript, equals, minus, 34, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction, plus, a, delta, t
Sustituye la aceleración con el signo opuesto al de la velocidad puesto que el águila está desacelerando.
v, start subscript, f, end subscript, equals, minus, 34, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction, plus, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction, delta, t
Sustituye el intervalo de tiempo durante el cual actuó la aceleración.
v, start subscript, f, end subscript, equals, minus, 34, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction, plus, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction, left parenthesis, 3, start text, s, end text, right parenthesis
Encuentra la velocidad final.
v, start subscript, f, end subscript, equals, minus, 10, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction
Nos preguntan por la rapidez; como la rapidez es siempre un número positivo, la respuesta debe ser positiva.
start text, r, a, p, i, d, e, z, space, f, i, n, a, l, end text, equals, plus, 10, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction
Nota: de manera alternativa podríamos haber tomado la dirección inicial del movimiento del águila a la izquierda como positiva, en cuyo caso la velocidad inicial habría sido plus, 34, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction, la aceleración habría sido minus, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction y la velocidad final hubiera resultado igual a plus, 10, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction. Si siempre escoges la dirección actual de movimiento como positiva, entonces un objeto que está disminuyendo su rapidez siempre tendrá aceleración negativa. Sin embargo, si siempre escoges la dirección hacia la derecha como positiva, entonces un objeto que está disminuyendo su rapidez podría tener una aceleración positiva (específicamente, si se está moviendo hacia la izquierda y disminuyendo su rapidez).

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  • Avatar piceratops seed style para el usuario Juan De Dios Alarcon Sanchez
    That's because you simplify the s^2 of the denominator of the 8m/s^2, with the numerator (3s) (you simplify only one s) -34m/s + 8m/s^2 (3s) (simplify the s with the s) operate and you got: -34m/s + 8m/s (3) = -34m/s + 24m/s You got: =-10m/s speed is always positive so: =10m/s
    (17 votos)
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  • Avatar starky tree style para el usuario kai_yf
    no crei q el tema de aceleración fuera tan largo ¿y ustedes?
    (10 votos)
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  • Avatar leaf green style para el usuario Memo Sanchez Geronimo
    Es donde la velocidad cambia
    (6 votos)
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  • Avatar mr pink orange style para el usuario natalialancheros231
    Siempre que la aceleración sea positiva aumenta el módulo de la velocidad??
    (2 votos)
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  • Avatar blobby green style para el usuario avicii1023
    para sacar la aceleracion es necesario ocupar la formalula que nos muestra?
    (2 votos)
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  • Avatar piceratops seed style para el usuario Dumar Pèrez
    ¡Seria correcto afirmar que existe una aceleración negativa?
    (2 votos)
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  • Avatar male robot hal style para el usuario omar
    ¿Que sucede cuando la aceleración es constante? por ejemplo a=4
    (2 votos)
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  • Avatar leafers tree style para el usuario Bruno Rogelio Martinez Ortiz
    Hola! :) Al ver el texto en que explica que la aceleración positiva aumenta la velocidad me confundo, en la imagen del carro donde la aceleración aparece positiva y la velocidad negativa ¿como funciona?

    "Una aceleración negativa significa que le vas a restar del valor actual de la velocidad, y una aceleración positiva significa que le vas a sumar al valor actual de la velocidad. Restar del valor de la velocidad podría aumentar la rapidez de un objeto si, para empezar, la velocidad ya fuera negativa, ya que causaría que la magnitud aumentara"

    Entiendo que la aceleración cambia segun la rapidez y la dirección, y que la velocidad aumenta cuando vas en la dirección positiva, entonces ¿como puede disminuir la velocidad con una aceleracion positiva si en primer lugar dice que la aceleración positiva suma a la velocidad?
    (2 votos)
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  • Avatar mr pink orange style para el usuario natalialancheros231
    entonces En un movimiento rectilíneo y uniformemente desacelerado (el móvil está
    frenando), la aceleración siempre es negativa es incorrecto?
    (1 voto)
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    • Avatar leaf grey style para el usuario Sek
      A ver, la aceleración puede ser positiva o negativa (es un vector) por lo que cuando este es positivo, la velocidad de un cuerpo aumenta.

      En cambio cuando la aceleración es negativa, la velocidad de un cuerpo disminuye.

      Y cuando no existe aceleración en un cuerpo en movimiento, entonces decimos que este tiene velocidad constante
      (1 voto)
  • Avatar piceratops seed style para el usuario da_ru_va044
    a aceleración es como el dragón enojado que escupe fuego de las variables de movimiento. Puede ser violenta; algunas personas le tienen miedo; y si es grande, te obliga a que la notes. Ese sentimiento que te da cuando estás sentado en un avión durante el despegue, al frenar súbitamente en un automóvil o al dar una vuelta a alta velocidad en un carrito de carreras, son situaciones en las que estás acelerando.
    (1 voto)
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