La aceleración es un ejemplo de una cantidad vectorial, es decir, "comprende tanto la dirección como la magnitud". La dirección de la aceleración de un objeto está orientada hacia la dirección de la fuerza resultante sobre el objeto. La mecánica define la aceleración como "La tasa de variación de la velocidad con respecto al tiempo".
Según la segunda ley del movimiento de Newton, la aceleración está dada por la relación entre la fuerza neta que actúa sobre un objeto y la masa del objeto. En otras palabras, la aceleración también se denomina tasa de cambio de velocidad con respecto al tiempo, es decir, dv / dt. La unidad de aceleración es el metro por segundo al cuadrado según el sistema internacional estándar (SI).
Sabemos que tanto la fuerza como la velocidad son cantidades vectoriales y que tanto la masa como el tiempo son cantidades escalares. "Cuando dividimos una cantidad vectorial por una cantidad escalar, da como resultado una cantidad vectorial". Por tanto, matemáticamente, podemos decir que, en virtud de esta propiedad, la aceleración también es una cantidad vectorial, es decir, tiene dirección y magnitud.
Físicamente, la fuerza que actúa sobre un objeto puede hacer que se mueva o acelere hacia la dirección en la que se encuentra la fuerza resultante. Esto significa que el objeto comienza a acelerar hacia esa dirección ante la acción de la fuerza resultante. Dado que la aceleración es igual a fuerza por masa, podemos decir que para una cantidad igual de fuerza aplicada a diferentes objetos, la aceleración de cada objeto dependería de su masa.
Ejemplo de dirección de aceleración
La dirección de la aceleración se puede demostrar con varios ejemplos como:
- Consideremos una bola estacionaria colocada sobre una mesa. Si aplicamos una fuerza horizontal que sea lo suficientemente fuerte para contrarrestar la resistencia de fricción que actúa sobre la bola desde la superficie de la mesa, entonces la bola comenzará a moverse en la dirección de la fuerza horizontal. Por lo tanto, podemos decir que después de la aplicación de la fuerza horizontal, la pelota comienza a acelerar en la dirección de la fuerza resultante.
- Cualquier objeto en caída libre en el vacío experimenta una aceleración debido a la gravedad que siempre se dirige hacia el centro de la Tierra. Un objeto en caída libre en el aire experimenta diferentes tipos de aceleración: aceleración debido a la gravedad y aceleración causada por la fuerza de flotación de la resistencia del aire o resistencia del aire.
- Toda forma de movimiento circular, incluidas aquellas en las que esta velocidad no cambia, tiene una aceleración. Esto se debe a que, en el caso de un movimiento circular, la dirección del movimiento cambia continuamente y este cambio es causado por una aceleración.
Cabe señalar que en reposo, un objeto experimenta dos fuerzas: la gravedad y la normal, que se anulan manteniendo su aceleración en cero.
¿Cuáles son los tipos de aceleración basados en la dirección?
Según la dirección, la aceleración se puede clasificar en tres tipos
- Aceleración positiva: la aceleración que actúa sobre un objeto en la dirección de la dirección de propagación inicial del objeto se llama aceleración positiva. Este tipo de aceleración aumenta la velocidad del objeto hacia su dirección de propagación. A veces, este tipo de aceleración también se denomina aceleración lineal. Por ejemplo, este tipo de aceleración se observa cuando se presiona un acelerador en un vehículo en movimiento para aumentar su velocidad.
- Aceleración negativa: la aceleración que actúa sobre un objeto en la dirección opuesta a la dirección de propagación inicial del objeto se llama aceleración negativa. Este tipo de aceleración tiende a reducir la velocidad del objeto o detenerlo por completo. A veces, la aceleración negativa también se conoce como "desaceleración o retraso". Por ejemplo, este tipo de aceleración se observa cuando se aplican los frenos en un vehículo en movimiento para reducir su velocidad o hacer que el vehículo se detenga.
- Aceleración radial: la aceleración que cambia la dirección de propagación de un objeto se llama aceleración radial u ortogonal. Este tipo de aceleración no afecta la velocidad del objeto en movimiento. Por ejemplo, este tipo de aceleración se observa cuando un vehículo da un giro a velocidad constante.
¿Tiene dirección la aceleración promedio?
La aceleración promedio se define como la relación entre el cambio en la velocidad de un objeto y la duración del tiempo.
Sí, la aceleración promedio forma parte de una dirección junto con la magnitud. "La dirección de la aceleración promedio está determinada por la dirección del cambio en la velocidad durante un período de tiempo". En caso de que la velocidad inicial sea igual a cero o el objeto comience desde un punto muerto, entonces la dirección de la aceleración promedio es igual a la dirección de la velocidad final del objeto después de un cierto período de tiempo.
¿Tiene la aceleración la misma dirección que la velocidad?
No. No sería correcto decir que la dirección de la aceleración es siempre igual a la dirección de la velocidad.
En el mundo práctico, por aceleración, generalmente nos referimos a la aceleración promedio de un objeto. Por lo tanto, la dirección de la aceleración es hacia "la dirección del cambio de velocidad". Sin embargo, en el caso de la aceleración instantánea, es decir, la aceleración de un cuerpo en un momento dado, podemos decir que la dirección de la velocidad y la aceleración es la misma.
Otro punto que debe tenerse en cuenta es que se dice que la aceleración tiene la misma dirección que la de la velocidad cuando la aceleración hace que la magnitud de la velocidad, es decir, la velocidad de un objeto, aumente. Sin embargo, se dice que la aceleración tiene la dirección opuesta a la de la velocidad cuando la aceleración hace que la magnitud de la velocidad, es decir, la velocidad de un objeto, disminuya.
¿Cómo se determina la dirección de la aceleración promedio?
La aceleración promedio de un objeto está dada por el cambio en la velocidad por la duración del tiempo, es decir
Aquí, ∆v es el cambio en la velocidad y ∆t es la duración del tiempo. La dirección de la aceleración viene dada por la dirección del vector ∆v. Si Vector ∆v1 y Vector ∆v2 se dan, entonces podemos averiguar ∆v vector por la ley triangular de los vectores. La representación gráfica de la dirección de aceleración en términos de la dirección del cambio de velocidad se muestra en la siguiente figura:
¿Qué es la aceleración tangencial?
El término aceleración tangencial es válido para una trayectoria circular.
La aceleración tangencial se define como "la tasa de cambio de la velocidad tangencial de un objeto que viaja en una trayectoria circular que tiene un radio R, con respecto al tiempo". La aceleración tangencial es algo análoga a la aceleración lineal. La aceleración tangencial es responsable de variar solo la magnitud de la velocidad, es decir, la velocidad de un objeto.
Matemáticamente, la aceleración tangencial de un objeto viene dada por la ecuación:
Aceleración tangencial = radio de rotación (R) x aceleración angular (α)
¿Qué es la aceleración centrípeta?
El término aceleración centrípeta es válido para un movimiento circular uniforme.
La aceleración centrípeta se define como "la relación entre el cuadrado de la velocidad de un objeto que viaja en una trayectoria circular y el radio de la trayectoria circular". La aceleración centrípeta es responsable de cambiar la dirección de la velocidad de un objeto que viaja en una trayectoria circular. La magnitud de la aceleración no cambia debido a la aceleración centrípeta.
Matemáticamente, la aceleración centrípeta está dada por
Aceleración centrípeta = V2/R
Esperamos que esta publicación pueda responder a todas sus consultas relacionadas con la dirección de la aceleración.
Hola, soy Sanchari Chakraborty. He realizado el Máster en Electrónica.
Siempre me gusta explorar nuevos inventos en el campo de la Electrónica.
Soy un aprendiz entusiasta y actualmente invertido en el campo de la Óptica y Fotónica Aplicadas. También soy miembro activo de SPIE (Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica) y OSI (Sociedad Óptica de la India). Mis artículos tienen como objetivo sacar a la luz temas de investigación científica de calidad de una manera sencilla pero informativa. La ciencia ha ido evolucionando desde tiempos inmemoriales. Entonces, pongo mi granito de arena para aprovechar la evolución y presentarla a los lectores.
Conectemos a través de
Hola compañero lector,
Somos un equipo pequeño en Techiescience y trabajamos duro entre los grandes jugadores. Si te gusta lo que ves, comparte nuestro contenido en las redes sociales. Su apoyo hace una gran diferencia. ¡Gracias!