Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

Grado 9 → Mechanics → Movimiento ↓


Aceleración


La aceleración es un concepto fundamental en física que describe cómo cambia la velocidad de un objeto con el tiempo. Es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene tanto magnitud como dirección. En esta lección, exploraremos el concepto de aceleración en detalle utilizando un inglés sencillo, múltiples ejemplos y explicaciones visuales.

¿Qué es la aceleración?

Para entender la aceleración, primero debemos comprender la velocidad. La velocidad es la rapidez de algo en una cierta dirección. Por ejemplo, si un coche se mueve hacia el este a 60 kilómetros por hora (km/h), esa es su velocidad.

Ahora, la aceleración ocurre cuando hay un cambio en la velocidad. Este cambio puede ser un aumento o disminución de la rapidez, un cambio de dirección, o ambos. Por ejemplo, si el coche mencionado anteriormente acelera a 80 km/h, frena a 40 km/h, o gira hacia el norte manteniendo la velocidad, está acelerando en todos estos escenarios.

Tipos de aceleración

Principalmente hay tres escenarios donde ocurre la aceleración:

  • Aceleración positiva: Esto ocurre cuando un objeto aumenta su rapidez. Por ejemplo, cuando un coche arranca desde la posición de reposo en un semáforo y gana velocidad, está experimentando una aceleración positiva.
  • Aceleración negativa o deceleración: Esto ocurre cuando un objeto disminuye su rapidez. Usando el ejemplo de un coche, cuando se aproxima a una señal de stop y comienza a reducir la velocidad, el coche está desacelerando.
  • Cambio de dirección: Incluso si la rapidez se mantiene constante, si un objeto cambia su dirección, está acelerando. Considere un coche que se mueve a una velocidad constante en una pista circular. Aunque la velocidad no cambia, la dirección sigue cambiando constantemente, por lo que el coche está acelerando.

Fórmula de aceleración

Matemáticamente, la aceleración se calcula dividiendo el cambio de velocidad por el tiempo durante el cual ocurre el cambio. La fórmula para calcular la aceleración es:

a = (v_f - v_i) / t

Donde:

  • a = aceleración
  • v_f = velocidad final
  • v_i = velocidad inicial
  • t = período de tiempo durante el cual ocurre el cambio

Unidades de aceleración

La unidad estándar de aceleración es metros por segundo al cuadrado (m/s 2), pero también puede expresarse en otras unidades, como kilómetros por hora al cuadrado. Esto depende de qué unidades se utilizan para la velocidad y el tiempo.

Ejemplo visual 1: Coche acelerando linealmente

Imaginemos cómo funciona la aceleración cuando la velocidad de un coche aumenta. Imaginen un coche que comienza en velocidad cero y acelera en línea recta:

Paso 1: v_i = 0 m/s, t = 0 s --> el coche está en reposo.
Paso 2: Después de 1 segundo, v_f = 3 m/s.
Paso 3: Después de 2 segundos, v_f = 6 m/s.
El coche aumenta su velocidad en 3 m/s cada segundo.
        
        
        Trayectoria del coche

En este ejemplo, la aceleración es constante, y se podría decir que la aceleración del coche es de 3 m/s2.

Ejemplo de lección 1: Lanzamiento de una pelota hacia arriba

Consideremos lanzar una pelota directamente hacia arriba en el aire. Desglosemos esto en partes:

  1. Lanzamiento inicial: la pelota se aleja de tu mano a una velocidad positiva alta cuando aplicas fuerza hacia arriba.
  2. En el medio: la pelota se desacelera hasta detenerse en el pico. Aquí la velocidad es cero y comienza a moverse hacia atrás.
  3. Aterrizaje: la pelota acelera hacia el suelo, aumentando su velocidad a medida que desciende hasta que es atrapada o golpea el suelo.

A medida que la pelota asciende, hay una aceleración negativa constante debido a la gravedad (conocida como la aceleración gravitacional, que es aproximadamente 9.81 m/s 2 hacia la Tierra). A medida que la pelota cae, la pelota acelera en la dirección opuesta a la misma tasa.

Ejemplo visual 2: Ciclista tomando una curva

        
        
        
        Trayectoria de desvío

Imaginen un ciclista moviéndose a una velocidad constante pero girando en una curva circular. Aunque la velocidad permanece igual, la dirección cambia, lo que representa un cambio en el vector de velocidad. Este es un ejemplo de aceleración centrípeta, que es necesaria para cambiar de dirección manteniendo la velocidad constante.

Ejemplo de texto 2: Detener el autobús

Consideremos un autobús que viaja a una velocidad de 20 metros por segundo (20 m/s) que comienza a reducir su velocidad para detenerse en una parada de autobús:

  1. La velocidad inicial es de 20 m/s.
  2. A medida que aplica frenos, la velocidad disminuye gradualmente a 15 m/s, 10 m/s, 5 m/s, y finalmente a 0 m/s.

Aquí, el autobús experimenta una aceleración negativa cuando disminuye su velocidad. El valor de aceleración será negativo, lo que representa la disminución de la velocidad con el tiempo hasta que el autobús se detiene.

El papel de la aceleración en la vida cotidiana

La aceleración no es solo un concepto en física, sino que desempeña un papel importante en experiencias cotidianas. Aquí hay algunos escenarios:

  • Cuando presionas el pedal del acelerador de un coche, la velocidad del vehículo aumenta.
  • El frenado produce una aceleración negativa, lo que desacelera el vehículo.
  • Las montañas rusas brindan experiencias emocionantes al cambiar rápidamente de velocidad y dirección, y exhiben tanto aceleración positiva como negativa.

Problemas de aceleración

Resolvamos un problema simple para comprender mejor la aceleración:

Problema: Un patinador comienza desde el reposo y alcanza una velocidad de 10 m/s en 5 segundos. ¿Cuál es su aceleración?

Solución:

        v_i = 0 m/s (velocidad inicial), v_f = 10 m/s (velocidad final), t = 5 s
a = (v_f - v_i) / t
a = (10 m/s - 0 m/s) / 5 s
a = 2 m/s 2

El patinador acelera a una tasa de 2 metros por segundo al cuadrado.

Conclusión

La aceleración es un aspecto fundamental del movimiento en la física, esencial para comprender cómo cambia la velocidad de los objetos con el tiempo. Ya sean coches moviéndose en carreteras, atletas corriendo o cuerpos celestes moviéndose por el espacio, la aceleración juega un papel vital. Al comprender los tipos, las ecuaciones y los contextos de la vida real, puedes entender mejor cuán dinámico es nuestro mundo.


Grado 9 → 1.1.4


U
username
0%
completado en Grado 9

← Anterior (1.1.3)
Velocidad y Rapidez
Siguiente (1.1.5) →
Representación gráfica del movimiento

Comentarios 



Aceleración

https://www.physicsflow.com/g9/1.1.4?pfal=es