¿Qué ocurre cuando la velocidad cambia?

Cuando los objetos caen, parten del reposo e incrementan la magnitud de su velocidad al caer, la velocidad es mayor cuanto más tiempo dura la caída. Este cambio en magnitud de la velocidad se denomina aceleración. La aceleración es una magnitud que determina que tan rápido cambia la velocidad de un objeto. Se calcula como la razón del cambio de velocidad entre el tiempo transcurrido. El cambio de velocidad puede ser tanto en la rapidez de movimiento como en la dirección. Las mediciones experimentales han demostrado que en la superficie de la tierra la velocidad de un cuerpo que cae cambia de manera continua, de tal forma que por cada segundo transcurrido, la velocidad se incrementa, en magnitud, en 9.8 m/s; a este cambio se le conoce como aceleración de la gravedad y se denota con la letra g. La mayoría de la gente define aceleración como “ir más rápido”; sin embargo, en física, la aceleración es una medida del cambio de la velocidad de un cuerpo que se mueve en un cierto tiempo. Ahora bien, la velocidad puede cambiar bajo dos circunstancias: si la rapidez aumenta o disminuye, y si cambia la dirección de su movimiento.

Imagina que vas en un automóvil o en un camión a una velocidad constante. Echas un vistazo al velocímetro y lees 70 km/hr; de repente, el vehículo toma una curva y sientes un “jalón”; vuelves a ver el velocímetro y lees 70 km/hr, ¿consideras que hubo aceleración? En efecto, la hubo, pues aunque no disminuyo la magnitud de la velocidad, hubo un cambio de dirección. Para la velocidad es importante indicar la dirección del movimiento. Si esta cambia, se modifica la velocidad, y por consiguiente, ocurre una aceleración. Por esto la velocidad suele indicarse con una flecha sobre el objeto que se mueve, que designa tres características del movimiento: la magnitud de la velocidad, la dirección y el sentido. A esta flecha se le llama vector. El tamaño de la flecha indica la magnitud de la velocidad, la orientación de la flecha indica la dirección, y la punta de la flecha indica el sentido. De manera general, un vector es una cantidad física que debe ser descrita con base en una magnitud (número), sus unidades apropiadas, y una dirección y sentido. Gráficamente, un vector puede representarse por una flecha cuando se refiere a algunas magnitudes físicas, como la velocidad, la aceleración y la fuerza.

La aceleración también puede representarse mediante un vector que indica hacía donde ocurre el cambio de velocidad. A causa de la aceleración, también la velocidad puede adoptar valores negativos o positivos. Por ejemplo, si aventáramos una moneda hacia arriba con una velocidad inicial que definimos como positiva, por cada segundo que pasa debemos restarle a la velocidad 10m/s, por efecto de la aceleración de la gravedad, hasta alcanzar una altura determinada, esto es el punto más alto. Aquí la velocidad será cero y la moneda comenzara a descender. ¿Cómo es el movimiento ahora? Cuando la moneda sube, lleva una velocidad positiva, y cuando desciende, es negativa, una vez más por cada segundo que pasa, la moneda cambia su velocidad en 10m/s, pero ahora con velocidad negativa podemos describir la aceleración como: g=-10m/s

Otra manera de analizar el movimiento es mediante graficas de aceleración- tiempo. Es importante señalar que los cuerpos que poseen un movimiento rectilíneo con aceleración constante tienen estas graficas. Entonces, la grafica de aceleración contra el tiempo para un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es una línea recta paralela al eje del tiempo.

Gráfica aceleración-tiempo t(s) am/s2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 14 12 10 8 6 4 2

Gráfica velocidad-tiempo vm/s 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t(s)