Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado

Aceleración es la velocidad a la que velocidad cambios. Dado que la velocidad es una cantidad vectorial, la aceleración también es una cantidad vectorial. Como resultado, requiere tanto magnitud como dirección. Entonces, veremos cómo encontrar la magnitud de la aceleración en este artículo.

Utilizamos fórmulas y relaciones para calcular la magnitud. Podemos representar la magnitud en términos de unidades. Como la aceleración se define como un cambio en la velocidad con el tiempo, la unidad SI para ella es . La aceleración se ve afectada por varios factores como la velocidad, el tiempo, la fuerza, etc. Veremos algunos métodos diferentes para estimar la magnitud de la aceleración. Sigamos leyendo.

1. Cómo encontrar la magnitud de la aceleración a partir de la definición de aceleración:

 Como todos sabemos, la aceleración se refiere a la tasa a la que cambia la velocidad. Si la velocidad inicial de un cuerpo es vi y su velocidad final es vf, la aceleración se puede calcular dividiendo el cambio de velocidad por el intervalo de tiempo Δt:

Cómo encontrar la magnitud de la aceleración

(Aquí, la cantidad del vector se muestra en negrita y las líneas verticales representan la magnitud del vector o podemos decir el valor absoluto del vector, que siempre es positivo).

Usando la velocidad y el tiempo, la ecuación anterior puede usarse para determinar la magnitud de la aceleración.

2. Cómo encontrar la magnitud de la aceleración De la segunda ley de Newton:

La segunda ley de Newton establece que la fuerza se obtiene multiplicando la aceleración por la masa del cuerpo. Entonces, ¿cómo puedes averiguar cuál es la magnitud de la aceleración? 

Entonces, de acuerdo con la segunda ley de Newton, la fuerza sobre un cuerpo es proporcional a su aceleración, mientras que la masa es inversamente proporcional a la aceleración. Traduzcamos estas afirmaciones a la fórmula de magnitud de aceleración:

 Esta es la forma renderizada de la ecuación. No puede editar esto directamente. El clic derecho le dará la opción de guardar la imagen, y en la mayoría de los navegadores puede arrastrar la imagen a su escritorio u otro programa.

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Por lo tanto, Esta es la forma renderizada de la ecuación. No puede editar esto directamente. El clic derecho le dará la opción de guardar la imagen, y en la mayoría de los navegadores puede arrastrar la imagen a su escritorio u otro programa. 

3. Cómo encontrar la magnitud de aceleración a partir de componentes vectoriales de aceleración:

La aceleración es una cantidad vectorial, como todos sabemos. Para obtener esta cantidad, sume los componentes de la aceleración. Aquí se puede usar la regla simple de la suma de vectores: si hay dos componentes del vector involucrados, podemos escribir:

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En el plano cartesiano, podemos utilizar las coordenadas X e Y. En esta circunstancia, ¿cómo se determina la magnitud de la aceleración? En un sistema de coordenadas cartesiano, los componentes X e Y son perpendiculares entre sí. La magnitud de la aceleración se puede calcular elevando los valores al cuadrado y luego calculando la raíz cuadrada de la suma.

Como resultado, la ecuación es la siguiente:

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La fórmula de la magnitud de la aceleración en el espacio tridimensional es:

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4. Cómo encontrar la magnitud de la aceleración centrípeta:

Debido al cambio continuo de dirección en un movimiento circular, la velocidad varía, lo que resulta en una aceleración. La aceleración se dirige en la dirección del centro del círculo. Al elevar al cuadrado la rapidez del cuerpo vy dividirla por la distancia del cuerpo al centro del círculo, se obtiene la magnitud de la aceleración centrípeta. Por tanto, la aceleración centrípeta:

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5. Cómo encontrar la magnitud de la aceleración a partir de las ecuaciones de movimiento:

Las ecuaciones de movimiento son esencialmente ecuaciones que explican el movimiento de cualquier sistema físico y demuestran la relación entre el desplazamiento del objeto, la velocidad, la aceleración y el tiempo.

Cuando la magnitud de la aceleración es constante, la ecuación cinemática de movimiento en una dimensión también se usa para calcular la magnitud de la aceleración.

Las siguientes son las ecuaciones de movimiento:

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Cuando hacemos de la aceleración el tema de una ecuación, obtenemos lo siguiente:

  • Esta es la forma renderizada de la ecuación. No puede editar esto directamente. El clic derecho le dará la opción de guardar la imagen, y en la mayoría de los navegadores puede arrastrar la imagen a su escritorio u otro programa.   (Esto es lo mismo que obtuvimos de la definición de aceleración).
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Así es como podemos encontrar la magnitud de la aceleración.

Ejemplos resueltos sobre cómo encontrar la magnitud de la aceleración:

1 problema:

Un automóvil parte del reposo y alcanza una velocidad de 54 km / h en 3 segundos. ¿Encontrar su aceleración?

Solución: Un coche parte del reposo. Por lo tanto, la velocidad inicial de un automóvil 

Vi = 0 m / s

Vf = 54 km / h 

     = (54 ✕ 1000) / 3600

     = 15 m / s

Δt = 3 s

Por lo tanto, Aceleración : a = (Vf - Vi) / Δt

           = (15 - 0) / 3

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2 problema:

Determine las aceleraciones que resultan cuando se aplica una fuerza neta de 12 N a un objeto de 3 kg y luego a un objeto de 6 kg.

Solución: Fuerza aplicada F = 12 N

               Masas de objeto m1 = 3 kg

   m2 = 6 kg

Aceleración de un objeto que tiene una masa de 3 kg

a1 = F / m1

     = 12 / 3    

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Aceleración de un objeto que tiene una masa de 6 kg

a2 = F / m2

     = 12 / 6

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Debido a que la masa y la aceleración son inversamente proporcionales, podemos observar que a medida que aumenta la masa, la aceleración disminuye.

3 problema:

Un cuerpo se mueve a lo largo del eje x según la relación Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado

, donde x está en metros y t está en segundos. Encuentre la aceleración del cuerpo cuando t = 3 s.

Solución: Aquí : Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado

                          t = 3 s

Velocidad v = dX / dt

                 = d / dt (Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado)

                 = -2 + 6t

Aceleración : a = dv / dt

                           = d / dt (-2 + 6t)

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Como podemos ver, para este movimiento, la aceleración no depende del tiempo; La aceleración será constante durante todo el movimiento, y la magnitud de la aceleración será .

4 problema:

Calcule la aceleración centrípeta de un punto a 7.50 cm del eje de una ultracentrífuga que gira en  revoluciones por minuto. 

Solución: Aquí se nos da: 

Distancia desde el centro r = 7.5 cm

                                    = 0.0750 m

Velocidad angular Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado

AHORA Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado

           = 589 m / s

Por lo tanto, aceleración centrípeta: Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detallado

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Acerca de Alpa P. Rajai

Cómo encontrar la magnitud de la aceleración: análisis detalladoSoy Alpa Rajai, Completé mi Maestría en Ciencias con especialización en Física. Estoy muy entusiasmado con escribir sobre mi comprensión de la ciencia avanzada. Les aseguro que mis palabras y métodos ayudarán a los lectores a comprender sus dudas y aclarar lo que buscan. Aparte de la física, soy un Kathak Dancer entrenado y también escribo mis sentimientos en forma de poesía a veces. Sigo actualizándome en Física y todo lo que entiendo lo simplifico y lo mantengo directo al grano para que se entregue claramente a los lectores.
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