3.2.3. Cinemática en una dimensión - Movimiento Uniforme Acelerado (MUA)

Es el movimiento de un cuerpo cuya velocidad experimenta aumentos o disminuciones iguales en tiempos iguales, la aceleración del cuerpo permanece CONSTANTE.

Conceptos importantes

La ACELERACION es el CAMBIO (Δ) de velocidad que experimenta el movimiento de un cuerpo. Su fórmula se representa como:

Aceleración = cambio de la Velocidad / tiempo

La aceleración promedio de la partícula se define como el cambio en la velocidad x dividido entre el inérvalo  durante el cual ocurre dicho cambio:

Aceleración Promedio :                  

Como con la velocidad, cuando el movimiento que se va a analizar es unidimensional, se pueden usar signos positivo o negativo para indicar la dirección de la aceleración. Debido a que las dimensiones de la velocidad son L/T y la dimensión de tiempo es T, la aceleración tiene dimensiones de longitud divididas entre el tiempo al cuadrado, o L/T2. La unidad SI de la aceleración es metros por segundo al cuadrado (m/s2). Será más fácil interpretar estas unidades si se piensa en ellas como metros por segundo por segundo.

Signos de la aceleración.

La aceleración es una magnitud de tipo vectorial. El signo de la aceleración es muy importante y se lo determina así:

  • Se considera positiva cuando se incrementa la velocidad del movimiento.
  • Se considera negativa cuando disminuye su velocidad (se retarda o “desaceleración” el movimiento).

En el caso de que NO haya variación o cambio de la velocidad de un movimiento, su aceleración es NULA (igual a cero) e indica que la velocidad permanece constante (como en el caso de un movimiento rectilíneo uniformemente continuo (MRUC).

El vector de la aceleración tiene la dirección del movimiento de la partícula, aunque su sentido varía según sea su signo (positivo: hacia adelante, negativo: hacia atrás).

Ejemplo:

A) un automóvil cuando recién se pone en marcha, partiendo del reposo, comienza a acelerarse incrementando su velocidad (sentido +)

B) Cuando ya está en la autopista, mantiene una velocidad constante (a=0)

C) Estando en marcha, cuando se aproxima a un semáforo en rojo, el automóvil comienza a detenerse disminuyendo su velocidad (desacelera, sentido-) hasta llegar al reposo de nuevo.

Comportamiento de la aceleración

Formulas del movimiento uniforme acelerado (MUA)

Dónde: x: espacio recorrido; a: aceleración; v; velocidad final; vo: velocidad inicial; t: tiempo.

Graficas del Movimiento  Uniformemente Acelerado (MUA):

El movimiento de una partícula puede ser registrado y analizado con mayor comprensión por medio de una gráfica que ilustre el comportamiento de las magnitudes que intervienen. Para ello, los valores de los registros son indicados en un plano cartesiano, en el cual dos magnitudes distintas se indican en cada uno de los ejes  “x” y “y”. Cuando una de esas magnitudes es el tiempo, se la indica siempre en el eje horizonte positivo y la otra magnitud restante en el eje vertical.

Espacio vs tiempo, velocidad vs tiempo y aceleración vs tiempo.

Gráfica distancia - tiempo

Descripción: La partícula incrementa su espacio recorrido cada vez a medida que pasa el tiempo, debido a que tiene una determinada aceleración. Su grafica es el brazo de una parábola de segundo grado.

Caso especial

Si la gráfica anterior del movimiento acelerado (MUA), se le extraen sus correspondientes graficas de la velocidad y la aceleración, se obtiene que:

  • La grafica de x vs t es una rama de parábola que abre hacia arriba si la aceleración es positiva y que abre hacia abajo si la aceleración es negativa.
  • La grafica v vs t es una línea recta cuya pendiente representa la aceleración del móvil, crece cuando la aceleración positiva y decrece cuando la aceleración es negativa.
  • La grafica a vs t es una función constante, el área bajo la curva representa la velocidad del móvil en un tiempo t.

Ver gráficas.

Gráficas MUA

Actividad interactiva para afianzar conocimientos.

Utilice la animación para visualizar las grráficas x - t y v - t para el movimiento uniforme acelerado (M.U.A) y compararlas con las del M.R.U

Ubicación Web: http://www.fisica.uh.cu/bibvirtual/fisica_aplicada/fisica1y2/interactiva...

Créditos: Animación desarrolladas por arnaldo@fisica.uh.cu y agonzalezarias@yahoo.com - Universidad de cuba.

Actividad interactiva para afianzar aprendizajes.

Utilice la animación para afianzar el aprendizaje adquirido sobre el movimiento uniforme acelerado (M.U.A).

Copie la tabla de datos obtenida y proceda a construir las gráficas de distancia - tiempo y velocidad - tiempo, halle la ecuacion para cada gráfica y escriba conclusiones. (Puede hacer uso de Excel).

Ubicación Web: http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/MRa.swf/441795846/MRa.swf

Créditos: Simulador desarrollado por el profesor: Salvador Hurtado

Envie la solución de la actividad a su profesor vía correo electrónico. (correo: jaime.cabrera@campusucc.edu.co)

 

Regresar                                      Ir a Cinemática