Cómo calcular la desaceleración

Escrito por don patton | Traducido por laura de alba
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Cómo calcular la desaceleración
(calcolatrice image by Gionata_d from Fotolia.com)

La desaceleración es simplemente la aceleración funcionando en dirección opuesta a la velocidad de un objeto, causando que sea más lento. Existen varias ecuaciones en mecánica que relacionan la aceleración a la distancia, tiempo y cambios en la velocidad. Hay dos en particular que puedes utilizar para calcular el valor de la aceleración negativa requerida para alentar o detener a un objeto en movimiento. Una involucra el tiempo que toma al objeto alentarse y la otra utiliza la distancia. Los rangos calculados de desaceleración pueden ser expresados en unidades estándar de gravedad de la tierra (G).

Nivel de dificultad:
Moderado

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  • Lápiz y papel
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Instrucciones

    Utilizando la diferencia de velocidad y el tiempo

  1. 1

    Resta la velocidad final a la velocidad inicial.

  2. 2

    Convierte la diferencia de velocidad a unidades de velocidad que sean compatibles con la aceleración que calcularás.

    La aceleración es comúnmente expresada en pies por segundo al cuadrado, o metros por segundo al cuadrado. Si la velocidad está en millas por hora, conviértela a pies por segundo multiplicando el resultado por 1,47 (5280 pies por milla/3600 segundos por hora). De manera similar, multiplica los kilómetros por hora por 0,278 para convertirla a metros por segundo.

  3. 3

    Divide el cambio de velocidad por el tiempo durante el cual ocurrió. Éste es el rango promedio de desaceleración.

  4. 4

    Calcula, como un ejemplo la desaceleración requerida para alentar a un aeroplano que está atravesando de 300 mph (482,8 km/h) a 60 mph (96,56 km/h) en 30 segundos.

    Las velocidades son 300 × 1,47 = 440 pies por segundo (482,8 × 0,278 = 134,11 m/s), y 60 × 1,47 = 88 pies por segundo (96,50 y 6 × 0,238 = 26,82 m/s). La velocidad de reducción es 300 - 88 = 212 pies por segundo (134,11 - 26,82 = 107,29 m/s). El rango de desaceleración es 212/30 = 7,07 pies por segundo al cuadrado (107,29/30 = 3,576 metros por segundo al cuadrado).

    Utilizando la diferencia de velocidad y la distancia

  1. 1

    Convierte las velocidades inicial y final a unidades que sean útiles para calcular la aceleración (pies por segundo o metros por segundo). También asegúrate de que la distancia sobre la que cambia la velocidad está en una unidad compatible (pies o metros).

  2. 2

    Multiplica al cuadrado la velocidad inicial y la velocidad final.

  3. 3

    Resta el cuadrado de la velocidad final al cuadrado de la velocidad inicial.

  4. 4

    Divide entre dos la distancia. Este es el rango promedio de desaceleración.

  5. 5

    Calcula, como un ejemplo, la desaceleración requerida para detener un carro en 140 pies (42,67 m) si está viajando a 60 mph (96,56 km/h).

    60 mph (96,56 km/h) es 88 pies por segundo (26,82 m/s). Debido a que la velocidad final es cero, la diferencia es este resultado cuadrado: 7744 pies cuadrados por segundos cuadrados (719,3124 metros cuadrados por segundos cuadrados). El rango de desaceleración es 7744/(2 × 140) = 27,66 pies por segundo al cuadrado (719,3124/(2 × 42,67) = 8,43 m/s2).

    Desaceleración en unidades de gravedad

  1. 1

    Calcula el rango de desaceleración utilizando uno de los dos métodos descritos arriba.

  2. 2

    Divide la desaceleración por la aceleración gravitacional estándar. En única desde los Estados Unidos esto es aproximadamente 32 pies por segundo al cuadrado. Para unidades métricas es de 9,8 m/s2. El resultado es el número promedio de gravedades aplicadas para alcanzar la desaceleración.

  3. 3

    Asegúrate de que entiendes el proceso resolviendo un ejemplo: encuentra la fuerza G requerida para detener al carro en el ejemplo previo.

    La desaceleración fue calculada en 27,66 pies por segundo al cuadrado ( 8,43 m/s2). Esto es equivalente a 27,66/32 = 0,86 G (8,43/9,8 = 0,86 G).

Consejos y advertencias

  • Los cálculos de desaceleración, como los de los ejemplos, frecuentemente involucran sólo movimiento línea. Para aceleraciones que involucran dos y tres dimensiones, las matemáticas son mucho más complejas.

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