Fuerza y movimiento – Sesión 2

La velocidad tiene que ver con qué tan rápido puedes viajar de un lugar a otro. Imagínate que tú y tus amigos están montando en bicicleta en el parque. Si pedaleas muy rápido, tu bicicleta se moverá rápidamente. Como resultado, cubrirás más distancia en menos tiempo. Eso significa que tu velocidad es alta. Por otro lado, si pedaleas lentamente, tu bicicleta se moverá más lentamente. Como resultado, tardarás más tiempo en recorrer la misma distancia. Eso significa que tu velocidad es baja.

La velocidad se define como la distancia recorrida en la unidad de tiempo. Tomemos un ejemplo para entender esto. Supongamos que ves un coche que se mueve a sesenta kilómetros por hora. Significa que puede cubrir sesenta kilómetros de distancia en una hora. Digamos que estás montando en bicicleta. ¿Cómo medirás tu velocidad? Entendamos la fórmula para calcular la velocidad.

Imagínate que te desplazas en bicicleta del punto A al punto B. Para calcular la velocidad, necesitamos saber dos cosas. Lo primero es la distancia recorrida por la bicicleta. En segundo lugar está el tiempo que tardó la bicicleta en recorrer esa distancia. Entonces, la distancia y el tiempo son las dos cosas que debemos saber para calcular la velocidad. Después dividimos la distancia por el tiempo.

Digamos que la distancia entre el punto A y el punto B es de cien metros. Has cubierto esta distancia en veinte segundos. ¿Puedes decirme cómo mediste el tiempo? Por supuesto que lo hiciste con la ayuda de un reloj de pulsera o un cronómetro.

Ahora el siguiente paso es dividir la distancia por el tiempo. La respuesta que obtenemos es cinco metros por segundo. Cinco metros por segundo es la velocidad de tu bicicleta. Cinco metros por segundo significa que estás cubriendo una distancia de cinco metros en cada segundo. Ahora supongamos que empiezas a remar más rápido en tu bicicleta. Te tomó cinco segundos cubrir la distancia de cien metros. ¿Puedes decirme cuál es tu velocidad ahora?.

Generalmente medimos la velocidad en metros por segundo o kilómetros por hora. También podemos medir la velocidad en millas por hora. Las horas y los segundos son las unidades de tiempo. Mientras tanto, el metro, el kilómetro y la milla son las unidades de distancia.

La aceleración es la tasa de cambio de velocidad a lo largo del tiempo. Imagínate que estás montando en bicicleta. Cuando comienzas a pedalear y pasas de estar parado a moverte, estás acelerando. Esto se debe a que cuando comienzas a pedalear, tu velocidad es lenta. Poco a poco tu velocidad aumenta. La aceleración tiene que ver con cómo cambia la velocidad de algo a lo largo del tiempo.

Entendamos esto con un ejemplo. Supongamos que usted se desplaza inicialmente del punto A al punto B en bicicleta a una velocidad de 50 metros por segundo. Después de un tiempo empiezas a pedalear más fuerte. Supongamos que su velocidad aumenta a 80 metros por segundo. Ahora podemos decir que estás acelerando porque tu velocidad está cambiando. Pero ¿cómo podemos calcular la velocidad exacta a la que estás acelerando?.

Para medir la aceleración, dividimos el cambio en la velocidad por el tiempo total empleado. El cambio en la velocidad se mide restando la velocidad inicial de la velocidad final. La velocidad inicial es de cincuenta metros por segundo. La velocidad final es de ochenta metros por segundo. El cambio de velocidad es de treinta metros por segundo. Luego dividimos este cambio en la velocidad por el tiempo que tarda la bicicleta en acelerar desde la velocidad inicial hasta la velocidad final. Supongamos que se necesitan veinte segundos para acelerar desde la velocidad inicial a la velocidad final. Entonces la aceleración calculada es 1.5m/s².

La aceleración puede ocurrir de dos maneras. Puedes acelerar o disminuir la velocidad. Entonces, si vas en bicicleta y quieres ir más rápido, pedaleas más fuerte. Acelerarás yendo cada vez más rápido. Pero si quieres parar, pisas el freno. La bicicleta disminuye la velocidad hasta detenerse. Eso también es aceleración pero en dirección opuesta.

¿Puedes decirme cuál es el beneficio de comprender la velocidad y la aceleración? Comprender la velocidad y la aceleración ayuda a los conductores en la carretera a calcular las velocidades y las distancias de frenado adecuadas. Esto conduce a viajes más seguros y eficientes. Los ingenieros utilizan cálculos de velocidad y aceleración al diseñar vehículos, máquinas y estructuras. Estos cálculos garantizan que todo funcione dentro de límites seguros y tenga un rendimiento óptimo.

La aceleración uniforme es cuando la velocidad de un objeto cambia en la misma cantidad en intervalos de tiempo iguales. Significa que el objeto se está acelerando o desacelerando a un ritmo constante. Imagínate que estás en un autobús. El conductor del autobús presiona suavemente el pedal del acelerador para hacer que el autobús avance. A medida que el autobús comienza a moverse, acelera a un ritmo constante. Esto significa que va más rápido en la misma cantidad cada segundo.

Digamos que el autobús va cinco millas por hora más rápido cada segundo. Después del primer segundo, va a una velocidad de cinco millas por hora. Después del segundo segundo, va a una velocidad de diez millas por hora. Después del tercer segundo, va a una velocidad de quince millas por hora. La velocidad aumenta las mismas cinco millas por hora cada segundo. Esta es una aceleración uniforme.

La aceleración no uniforme es cuando la velocidad de un objeto cambia en diferentes cantidades en intervalos de tiempo iguales. Es como cuando vas en bicicleta por un camino lleno de baches, colinas y pendientes. A veces pedaleas más rápido y tu velocidad cambia rápidamente. En otras ocasiones, pedaleas más lento y tu velocidad cambia más lentamente. La velocidad de la bicicleta cambia en diferentes cantidades cada segundo.

Para entenderlo, tomemos el ejemplo de un autobús que circula por la carretera. Imagina que estás sentado en un autobús. Esta vez hay tráfico en la carretera. La velocidad del autobús podría aumentar diez millas por segundo en un momento. En otro momento podría aumentar 10 millas más por hora para alcanzar una velocidad de 20 millas por hora. Se puede ver que la velocidad del autobús no aumenta constantemente. Está aumentando o disminuyendo irregularmente. Este tipo de aceleración se llama aceleración no uniforme.