Fisicoquímica: M.U.A.
Movimiento Uniformemente Acelerado (M.U.A)
En la mayoría de los casos, la Velocidad de un objeto cambia a medida que el movimiento evoluciona. A este tipo de Movimiento se le denomina Movimiento Uniformemente Acelerado.
¿Qué es la aceleración?
La velocidad describe cómo cambia la posición; la aceleración describe cómo cambia la velocidad.
¿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. Esa sensación 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 direccion (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.
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO
Un cuerpo realiza un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) cuando su trayectoria es una línea recta y su aceleración es constante.
A la aceleración responsable de que cambie el módulo de la velocidad (también llamado celeridad o rapidez), se le denomina aceleración tangencial.
Ecuaciones y Gráficas del M.R.U.A.
Velocidad.
Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s). Cambia de manera uniforme y se obtiene por medio de la siguiente expresión:
V = Vo +at
Donde:
Vo=Vi, es la velocidad inicial.
a es la aceleración que tiene el cuerpo.
t es el intervalo de tiempo en el que se estudia el movimiento.
A mayor pendiente, mayor es la aceleración del cuerpo.
Ejemplo
Un motorista que circula a 50 Km/h, sigue una trayectoria rectilínea hasta que acciona los frenos de su vehículo y se detiene completamente. Si desde que frena hasta que se para transcurren 6 segundos, calcula:
a) La aceleración durante la frenada.
b) La velocidad con que se movía transcurridos 3 segundos desde que comenzó a frenar.
Dado que el movimiento es rectilíneo y la aceleración es constante nos encontramos ante un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
Datos
Velocidad Inicial. Vo = 50 Km/h = 50 · (1000/3600) = 13.89 m/s
Velocidad Final. V =Vf = 0 Km/h = 0 m/s
t = 6
a=?
Dado que conocemos la velocidad en dos instantes (Vo y Vf) y el intervalo de tiempo que transcurre entre ellos (6 s), podemos aplicar la definición de aceleración para calcular cómo varía la velocidad en ese intervalo.
Literal a
a = 𝝙V/𝝙t = ( Vf - Vo) / 𝝙t
a = ( 0-13.89)/6s = -13.89/6 0 -2.31m/s2
Literal b
Vo = 13.89 m/s
a = 2.31 m/s2
t = 3 s
V =?
a = 2.31 m/s2
t = 3 s
V =?
Con los datos que tenemos, sustituimos en la ecuación de la velocidad propia de los m.r.u.a. y resolveremos la cuestión:
V = Vo +at
V = 13.89 m/s − 2.31m/s2. 3s= 6.96 m/s
ACTIVIDADES
1. Analiza el siguiente gráfico de una partícula que se mueve con m.u.a y responde las preguntas.
(Semana del 13 al 16 de octubre)
- ¿En que intervalos de tiempo la partícula tiene velocidad constante?
- ¿En que intervalos de tiempo la aceleración de la partícula es igual a cero?
- ¿En que intervalos de tiempo la partícula se encuentra en reposo (velocidad cero)?
2. El siguiente gráfico representa la velocidad de un móvil en función del tiempo.
(Semana del 03 al 06 de noviembre)
Responde
- ¿Cuál es la velocidad en los puntos A y B?
- ¿Cuál es la aceleración entre los puntos A y B?
- ¿Cuál es la velocidad en los puntos F y G?
- ¿Cuál es el tiempo transcurrido entre los puntos F y G?
- ¿Cuál es la aceleración entre los puntos F y G?
3. Responde las preguntas de acuerdo con el siguiente gráfico.
(Semana del 17 al 20 de noviembre)
- La aceleración de la partícula entre los puntos A y B.
- La aceleración de la partícula entre t = 40s y t= 45s.
- La aceleración de la partícula entre t =20s y t =30s.
- La velocidad de la partícula en t= 0s y t = 5s.
- La aceleración de la partícula entre t = 0s y t = 5s.
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