Aceleración

 

La palabra aceleración está presente en muchas situaciones de nuestra vida diaria, tanto es así que incluso uno de los pedales en el automóvil se llama “acelerador”. Siempre se utiliza asociada a un movimiento. Sin embargo, el significado que se le da habitualmente no corresponde exactamente al significado que se le da en Física.

La aceleración mide directamente la rapidez con que cambia la velocidad. Si un vehículo se desplaza por una carretera, su velocidad varía  muchas veces durante el viaje; estos cambios en la velocidad se deben porque es imposible mantener una velocidad constante durante un trayecto  ya que pueden ocurrir situaciones que obliguen al conductor a aumentar la misma o a disminuirla.

Por ejemplo, puede que el conductor deba frenar bruscamente en una situación de emergencia o bien puede que necesite aumentar la velocidad para adelantar a otro vehículo.

En cualquiera de las dos situaciones, hay un cambio de velocidad. Esta variación de la velocidad es medida mediante la aceleración.

La aceleración es un concepto que describe cambios de velocidad. Mide la variación de la velocidad en el tiempo.

¿Cuándo acelera un vehículo?

Un auto recibe una aceleración cuando su velocímetro indica un aumento en un determinado instante. Por ejemplo, si un auto lleva una velocidad de 50 km/h y después de  1 segundo el velocímetro cambia a 55 km/h se  puede decir que su velocidad varió 5 km/h en 1 segundo. En otras palabras, el concepto de aceleración siempre se relaciona con un cambio en la velocidad.

 

La aceleración es grande si la velocidad de un cuerpo varía bruscamente y es pequeña si la velocidad varía poco a poco; la aceleración es cero si la velocidad es constante y es negativa si  la velocidad disminuye.

 

La aceleración (a) se define matemáticamente como:

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De acuerdo a la expresión matemática, se puede concluir que para determinar la aceleración no hay que fijarse en cuán rápido se mueve un cuerpo, sino en cuan rápido varía su velocidad.

Las unidades en que se mide la aceleración son unidades de velocidad y unidades de tiempo; la más usada es

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Si el signo de la aceleración es distinto al signo de la velocidad, se puede concluir que el móvil está frenando; si por el contrario la aceleración y  la velocidad tienen el mismo signo, ya sea positivo o negativo, se puede concluir que el móvil aumenta su velocidad. Cuando la velocidad aumenta, la aceleración es positiva; cuando la velocidad disminuye, la aceleración es negativa.

 

Aceleración de gravedad

En la naturaleza se producen diversos movimientos. Uno de ellos, la caída libre, ha sido un movimiento que siempre ha causado interés entre los hombres de ciencia. Ellos han estudiado el movimiento de caída de cuerpos próximos a la superficie de la Tierra y han comprobado que cuando se deja caer un objeto, una piedra por ejemplo, desde cierta altura, su velocidad aumenta; es decir, su movimiento es acelerado.

Si, por el contrario, se lanza la piedra hacia arriba, su velocidad disminuye gradualmente hasta anularse en el punto más alto, esto significa que el  movimiento de subida es retardado. Este movimiento con  aceleración cuando se deja caer un objeto es constante .

Así lo demostró Galileo con sus experimentos: todo cuerpo que cae lo hace con una aceleración constante (su magnitud y uniformidad varían con la resistencia del medio).

Esta aceleración que se da en el movimiento de caída libre se llama aceleración de gravedad; suele representarse con la letra g y tiene un valor igual a 9,8 m / s2 en el vacío. Este número indica que cuando un cuerpo está en caída libre, su velocidad aumenta en 9,8 m/s2  en cada segundo que transcurre. Si el cuerpo es lanzado hacia arriba, en dirección vertical, su velocidad disminuye en 9,8 m/s2 en cada lapso de un segundo.

Esta aceleración es independiente del peso del cuerpo.

 

Efectos fisiológicos de la aceleración

Experimentalmente se ha encontrado que una persona normal resiste bien por períodos prolongados aceleraciones de hasta 40 m/s2, cuando están dirigidas a lo largo del eje del cuerpo, o sea, de pie a cabeza. Cuando las aceleraciones son mayores hasta 180 m/s2, se ha comprobado que son soportadas sin inconvenientes, siempre y cuando duren tiempos muy cortos. Si las aceleraciones son mayores, se producen fracturas en la columna vertebral.

Podemos resistir aceleraciones hasta 120 m/s2  en una dirección perpendicular al eje del cuerpo; es decir, en una dirección antero-posterior, por períodos de varios minutos, sin que aparezcan problemas circulatorios y sin que se pierda el conocimiento.

La única aceleración que no se siente es la aceleración de gravedad. Cuando se está cayendo en caída libre, como por ejemplo los paracaidistas, no se tiene la sensación de estar acelerados a pesar de que la rapidez  aumenta continuamente.

Bibliografía:

Física General, Antonio Máximo y Beatriz Alvarenga, 4a edición

Física, un curso activo. Gerardo Melcher y Héctor Muñoz

Ciencias Físicas. Tomo II, Editorial Santillana.

Física. Mecánica y Termodinámica, Alonso / Rojo

Ver, además, en Internet:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/graves/graves.htm

http://perso.wanadoo.es/cpalacio/caidaCuerpos2.htm

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