Determinar La Aceleración De Un Automóvil Que Viaja A 60 Km/h, Y Luego De 150 Metros Se Detiene Completamente
Introducción
La física es una ciencia que estudia la materia y la energía, y cómo interactúan entre sí. En este artículo, nos enfocaremos en determinar la aceleración de un automóvil que viaja a una velocidad inicial de 60 km/h y luego se detiene completamente después de recorrer una distancia de 150 metros. Para ello, necesitaremos utilizar las leyes de la física y realizar algunos cálculos sencillos.
Fórmulas y conceptos básicos
Antes de comenzar, es importante recordar algunas fórmulas y conceptos básicos de la física que nos serán útiles para resolver este problema.
- La velocidad es la medida de la rapidez con la que se mueve un objeto en una dirección determinada. Se puede expresar en metros por segundo (m/s) o kilómetros por hora (km/h).
- La aceleración es la medida de la velocidad a la que cambia la velocidad de un objeto. Se puede expresar en metros por segundo al cuadrado (m/s^2).
- La distancia recorrida por un objeto es la medida de la longitud que recorre en un tiempo determinado.
Cálculo de la aceleración
Para determinar la aceleración del automóvil, necesitaremos utilizar la fórmula de la aceleración:
a = Δv / Δt
donde:
- a es la aceleración
- Δv es la variación de velocidad (la diferencia entre la velocidad final y la velocidad inicial)
- Δt es el tiempo que tarda el automóvil en detenerse
Dado que el automóvil se detiene completamente después de recorrer 150 metros, podemos asumir que la velocidad final es cero (0 m/s).
La velocidad inicial es de 60 km/h, que es igual a 16,67 m/s (ya que 1 km/h es igual a 0,2778 m/s).
Para determinar el tiempo que tarda el automóvil en detenerse, podemos utilizar la fórmula de la distancia recorrida:
d = v0 * t + (1/2) * a * t^2
donde:
- d es la distancia recorrida
- v0 es la velocidad inicial
- t es el tiempo
- a es la aceleración
Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:
150 = 16,67 * t + (1/2) * a * t^2
Para resolver esta ecuación, necesitaremos utilizar la fórmula de la aceleración que mencionamos anteriormente:
a = Δv / Δt
Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:
a = (0 - 16,67) / t
Sustituyendo esta expresión en la ecuación anterior, obtenemos:
150 = 16,67 * t + (1/2) * ((0 - 16,67) / t) * t^2
Simplificando la ecuación, obtenemos:
150 = 16,67 * t - (1/2) * 16,67 * t
Simplificando aún más la ecuación, obtenemos:
150 = 8,335 * t
Resolviendo la ecuación para t, obtenemos:
t = 150 / 8,335
t ≈ 18 segundos
Ahora que tenemos el tiempo que tarda el automóvil en detenerse, podemos sustituirlo en la fórmula de la aceleración para determinar la aceleración:
a = Δv / Δt
Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:
a = (0 - 16,67) / 18
a ≈ -0,93 m/s^2
La aceleración del automóvil es de aproximadamente -0,93 m/s^2.
Conclusión
En este artículo, hemos utilizado las leyes de la física para determinar la aceleración de un automóvil que viaja a 60 km/h y luego se detiene completamente después de recorrer 150 metros. Hemos utilizado la fórmula de la aceleración y la fórmula de la distancia recorrida para resolver el problema. La aceleración del automóvil es de aproximadamente -0,93 m/s^2.
Referencias
- Física para ingenieros, 3ª edición, McGraw-Hill, 2010.
- Física, 2ª edición, Cengage Learning, 2012.
- Fórmulas y conceptos básicos de la física, Universidad de Chile, 2015.
Preguntas y respuestas sobre la aceleración del automóvil =====================================================
¿Qué es la aceleración?
La aceleración es la medida de la velocidad a la que cambia la velocidad de un objeto. Se puede expresar en metros por segundo al cuadrado (m/s^2).
¿Por qué es importante la aceleración en el automóvil?
La aceleración es importante en el automóvil porque determina la velocidad a la que cambia la velocidad del vehículo. Si el automóvil tiene una aceleración alta, puede alcanzar velocidades más altas en un tiempo más corto.
¿Cómo se calcula la aceleración del automóvil?
La aceleración del automóvil se puede calcular utilizando la fórmula de la aceleración:
a = Δv / Δt
donde:
- a es la aceleración
- Δv es la variación de velocidad (la diferencia entre la velocidad final y la velocidad inicial)
- Δt es el tiempo que tarda el automóvil en detenerse
¿Qué es la variación de velocidad (Δv)?
La variación de velocidad (Δv) es la diferencia entre la velocidad final y la velocidad inicial del automóvil. En el caso del automóvil que se detiene completamente después de recorrer 150 metros, la velocidad final es cero (0 m/s).
¿Qué es el tiempo que tarda el automóvil en detenerse (Δt)?
El tiempo que tarda el automóvil en detenerse (Δt) es el tiempo que tarda el vehículo en detenerse completamente después de recorrer 150 metros.
¿Cómo se relaciona la aceleración con la distancia recorrida?
La aceleración se relaciona con la distancia recorrida porque determina la velocidad a la que cambia la velocidad del automóvil. Si el automóvil tiene una aceleración alta, puede recorrer una distancia más larga en un tiempo más corto.
¿Qué es la fórmula de la distancia recorrida?
La fórmula de la distancia recorrida es:
d = v0 * t + (1/2) * a * t^2
donde:
- d es la distancia recorrida
- v0 es la velocidad inicial
- t es el tiempo
- a es la aceleración
¿Cómo se relaciona la aceleración con la velocidad inicial?
La aceleración se relaciona con la velocidad inicial porque determina la velocidad a la que cambia la velocidad del automóvil. Si el automóvil tiene una velocidad inicial alta, puede alcanzar velocidades más altas en un tiempo más corto.
¿Qué es la velocidad inicial (v0)?
La velocidad inicial (v0) es la velocidad del automóvil en el momento en que se inicia la aceleración.
¿Cómo se relaciona la aceleración con la velocidad final?
La aceleración se relaciona con la velocidad final porque determina la velocidad a la que cambia la velocidad del automóvil. Si el automóvil tiene una velocidad final alta, puede alcanzar velocidades más altas en un tiempo más corto.
¿Qué es la velocidad final (v)?
La velocidad final (v) es la velocidad del automóvil en el momento en que se detiene completamente.
Conclusión
En este artículo, hemos respondido a algunas preguntas comunes sobre la aceleración del automóvil. La aceleración es importante en el automóvil porque determina la velocidad a la que cambia la velocidad del vehículo. La aceleración se puede calcular utilizando la fórmula de la aceleración y se relaciona con la distancia recorrida, la velocidad inicial y la velocidad final.
Referencias
- Física para ingenieros, 3ª edición, McGraw-Hill, 2010.
- Física, 2ª edición, Cengage Learning, 2012.
- Fórmulas y conceptos básicos de la física, Universidad de Chile, 2015.