La aceleración caracteriza la tasa de cambio en la velocidad de un cuerpo en movimiento. Si la velocidad de un cuerpo permanece constante, entonces no acelera. La aceleración ocurre sólo cuando cambia la velocidad de un cuerpo. Si la velocidad de un cuerpo aumenta o disminuye en una cierta cantidad constante, entonces dicho cuerpo se mueve con aceleración constante. La aceleración se mide en metros por segundo por segundo (m/s2) y se calcula a partir de los valores de dos velocidades y el tiempo o del valor de la fuerza aplicada al cuerpo.

El acelerómetro de efecto Hall se basa en los principios de funcionamiento del complejo resorte-masa. El voltaje de salida cambia dependiendo del cambio. campo magnético de un imán que está adherido a la masa sísmica. La masa se desvía debido a las fuerzas provocadas por la aceleración. La salida de voltaje Hall está calibrada en términos de aceleración.

Estructura simplificada de un acelerómetro de efecto Hall. El acelerómetro capacitivo funciona según los principios del sistema de resorte. Se diferencia del acelerómetro de efecto Hall y tiene un acelerómetro potenciométrico en su elemento sensor. La Figura 8 muestra la estructura de un acelerómetro capacitivo. Los electrodos sensores están en un estado estacionario y un diafragma unido a la masa sísmica está intercalado entre dos electrodos sensores, creando dos condensadores. Estructura de un acelerómetro capacitivo.

Pasos

Cálculo de la aceleración media en dos velocidades.

    Fórmula para calcular la aceleración media. La aceleración media de un cuerpo se calcula a partir de sus velocidades inicial y final (la velocidad es la velocidad de movimiento en una determinada dirección) y el tiempo que tarda el cuerpo en alcanzar su velocidad final. Fórmula para calcular la aceleración: a = Δv / Δt, donde a es la aceleración, Δv es el cambio de velocidad, Δt es el tiempo necesario para alcanzar la velocidad final.

    La vibración debida a las fuerzas provocadas por la aceleración provoca el movimiento de la masa sísmica o de prueba. El movimiento de la masa hace que la capacitancia de los electrodos sensores cambie para detectar la aceleración. El movimiento del diafragma provoca un cambio en la capacitancia al cambiar la distancia entre dos placas paralelas, siendo el propio diafragma una de las placas.

    A diferencia de los tres tipos de acelerómetros mencionados anteriormente, los acelerómetros piezorresistivos no utilizan resorte. En cambio, la masa está unida a una viga en voladizo, que a su vez está intercalada entre células de carga. El principio de funcionamiento de un acelerómetro piezoresistivo se basa en el efecto piezoresistivo. En cuanto al efecto piezoresistivo, la tensión mecánica aplicada cambia. resistividad semiconductor. La fuerza generada por la masa sísmica cambia la resistencia de las galgas extensométricas.

    Definición de variables. puedes calcular Δv Y Δt como sigue: Δv = vk - vn Y Δt = t k - t norte, Dónde v a– velocidad final, vn– velocidad inicial, t a– última vez, tn– hora inicial.

    • Como la aceleración tiene una dirección, siempre resta velocidad inicial desde la velocidad terminal; de lo contrario, la dirección de la aceleración calculada será incorrecta.
    • Si en el problema no se da el tiempo inicial, entonces se supone que tn = 0.
  1. Encuentra la aceleración usando la fórmula. Primero, escribe la fórmula y las variables que te dieron. Fórmula: . Reste la velocidad inicial de la velocidad final y luego divida el resultado por el intervalo de tiempo (cambio de tiempo). Obtendrá la aceleración promedio durante un período de tiempo determinado.

    Pero la desventaja es que tienen una respuesta de alta frecuencia limitada. Esta es una tecnología basada en tecnologías avanzadas, utilizado para formar pequeñas estructuras con dimensiones en escala micrométrica. Las placas móviles y las placas exteriores en estado estacionario forman un condensador diferencial. Debido a las fuerzas provocadas por la aceleración, la masa sísmica se desvía; La desviación se mide en términos de cambio en la capacitancia.

    Materiales y tecnologías de producción.

    Es de conocimiento común que estructuras suspendidas, fijados al sustrato mediante anclajes, están fabricados de silicona. Afortunadamente, algunos otros fabricantes son lo suficientemente generosos como para proporcionar información sobre el proceso de fabricación de sus sensores. Paso 1 - Receta: Los ingredientes principales son plomo, circonio y titanio con 4-5 tipos de aditivos para mejorar las propiedades de sinterización cuando se quema y caracteristicas electricas. Paso 2 - Mezcla: Los ingredientes prescritos se colocan en una olla con piedras de circonio y agua. Los ingredientes se mezclan y se muelen en esta olla. Paso 3 - Secado: La suspensión de ingredientes se vierte en un matraz y se seca en una sala de secado. Paso 4 - Trituración en pedazos: La placa instalada se coloca en un mortero y se tritura. Para obtener ingredientes más finos, se muele hasta convertirlo en polvo. Paso 5 - Mezclar: Los ingredientes triturados se colocan en una olla con cantos rodados y agua con circonitas y se mezclan y se muelen nuevamente. Antes de pasar al siguiente paso, se añade aglutinante de moldeo a modo de espesante. Paso 6: hacer el ingrediente en polvo: la suspensión de ingredientes se aspira dentro del tubo usando una bomba de rodillo. Luego, la suspensión se deja caer sobre una placa giratoria calentada. Los ingredientes del goteo se convierten en polvo y se recogen durante este procedimiento. Está diseñado para eliminar la grasa del aglutinante añadido. Paso 9 - Templado: Los ingredientes se embuten en el cuerpo. Luego se disponen en la dirección del campo polaridades aleatorias que se encuentran en la misma dirección del campo. Paso 14 - Verificaciones: Se verifican las cerámicas polarizadas. Los puntos de prueba incluyen el coeficiente de colisión Frecuencia de resonancia Energía eléctrica Resistencia de aislamiento Temperatura del punto de combustión Densidad específica. Luego se instala como una placa agrietada. . Todo el proceso de fabricación se completa después de la inspección.

    • Si la velocidad final es menor que la velocidad inicial, entonces la aceleración tiene un valor negativo, es decir, el cuerpo se desacelera.
    • Ejemplo 1: Un automóvil acelera de 18,5 m/s a 46,1 m/s en 2,47 s. Encuentre la aceleración promedio.
      • Escribe la fórmula: a = Δv / Δt = (v k - v n)/(t k - t n)
      • Escribe las variables: v a= 46,1 m/s, vn= 18,5 m/s, t a= 2,47 s, tn= 0 s.
      • Cálculo: a= (46,1 - 18,5)/2,47 = 11,17 m/s 2 .
    • Ejemplo 2: Una motocicleta comienza a frenar a una velocidad de 22,4 m/s y se detiene después de 2,55 s. Encuentre la aceleración promedio.
      • Escribe la fórmula: a = Δv / Δt = (v k - v n)/(t k - t n)
      • Escribe las variables: v a= 0 m/s, vn= 22,4 m/s, t a= 2,55 s, tn= 0 s.
      • Cálculo: A= (0 - 22,4)/2,55 = -8,78 m/s 2 .

Cálculo de la aceleración por la fuerza.

  1. Segunda ley de Newton. Según la segunda ley de Newton, un cuerpo se acelerará si las fuerzas que actúan sobre él no se equilibran entre sí. Esta aceleración depende de la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo. Usando la segunda ley de Newton, puedes encontrar la aceleración de un cuerpo si conoces su masa y la fuerza que actúa sobre ese cuerpo.

    Para decidir qué acelerómetro utilizar según sus requisitos, debe comprender las características del acelerómetro. Estas especificaciones se pueden encontrar en la tabla del acelerómetro. Estas incluyen especificaciones dinámicas, especificaciones eléctricas y especificaciones mecánicas. Éstos son algunos de los importantes.

    Aceleración en física

    Sensibilidad: La sensibilidad es el factor de escala de un sensor o sistema, medido en términos del cambio en la señal de salida por cambio en la señal de entrada. Respuesta de frecuencia: respuesta de frecuencia es el rango de frecuencia para el cual el sensor detectará movimiento e informará la salida real. Sensibilidad del eje: los acelerómetros están diseñados para detectar entradas relativas a un eje; Los acelerómetros de un solo eje solo pueden detectar entradas de un solo plano. Los acelerómetros de tres vías pueden detectar entradas en cualquier plano y son necesarios para la mayoría de las aplicaciones. Tamaño y masa: debido a que el tamaño y la masa del acelerómetro afectan el objeto bajo prueba, la masa de los acelerómetros debe ser significativamente menor que la del sistema que se está monitoreando.

    • La sensibilidad se refiere a la capacidad del acelerómetro para detectar movimiento.
    • La sensibilidad del acelerómetro suele especificarse en milivoltios por aceleración.
    • La respuesta de frecuencia se define como el rango de medición en Hz.
    En general, en aplicaciones de baja frecuencia, las mediciones de posición y desplazamiento suelen proporcionar buena precisión.

    • La segunda ley de Newton se describe mediante la fórmula: F res = m x a, Dónde res– fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo, metro– peso corporal, a– aceleración del cuerpo.
    • Cuando trabaje con esta fórmula, utilice unidades métricas, que miden la masa en kilogramos (kg), la fuerza en newtons (N) y la aceleración en metros por segundo por segundo (m/s2).
  2. Encuentra la masa del cuerpo. Para ello, coloque el cuerpo en la balanza y encuentre su masa en gramos. Si está considerando un cuerpo muy grande, busque su masa en libros de referencia o en Internet. La masa de los cuerpos grandes se mide en kilogramos.

    Aplicaciones de acelerómetros

    En aplicaciones de frecuencia intermedia, normalmente se prefiere la medición de la velocidad. Cuando se miden movimientos de alta frecuencia con niveles de ruido notables, se prefieren las mediciones de aceleración. Los acelerómetros tienen muchos varias aplicaciones- desde la industria, el entretenimiento, los deportes hasta la educación. Estas aplicaciones podrían ser, por ejemplo, activar el despliegue de bolsas de aire o monitorear reactores nucleares. Los acelerómetros también se pueden utilizar para medir la aceleración estática, la inclinación de un objeto, la aceleración dinámica en un avión, el impacto de un objeto en un automóvil o la orientación o vibración de un objeto.

    • Para calcular la aceleración usando la fórmula anterior, necesitas convertir gramos a kilogramos. Divide la masa en gramos por 1000 para obtener la masa en kilogramos.
  3. Encuentre la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo. La fuerza resultante no está equilibrada por otras fuerzas. Si sobre un cuerpo actúan dos fuerzas con direcciones diferentes y una de ellas es mayor que la otra, entonces la dirección de la fuerza resultante coincide con la dirección de la fuerza mayor. La aceleración ocurre cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza que no está equilibrada por otras fuerzas y que provoca un cambio en la velocidad del cuerpo en la dirección de acción de esta fuerza.

    Sistema de medición de aceleración de microgravedad

    teléfonos celulares, lavadoras o las computadoras hoy en día también tienen acelerómetros. Estas aceleraciones casi estacionarias están limitadas a un rango de frecuencia inferior a 1 Hz. La electricidad estática hace que la máscara sensorial duradera permanezca centrada entre los electrodos. La aceleración "detección" es proporcional al voltaje requerido para mantener el sensor centrado.

    Cuando se utilizan datos de vibración, especialmente en combinación con sistemas de simulación, a menudo se necesitan datos medidos como aceleración, velocidad y desplazamiento. A veces diferentes grupos El análisis requiere señales medidas en una forma diferente. Claramente no es práctico medir los tres al mismo tiempo, incluso si pudiéramos. Es físicamente casi imposible poner tres diferentes tipos convertidor en el mismo lugar.

    Reorganice la fórmula F = ma para calcular la aceleración. Para hacer esto, divida ambos lados de esta fórmula por m (masa) y obtenga: a = F/m. Por tanto, para encontrar la aceleración, divida la fuerza por la masa del cuerpo que acelera.

    • La fuerza es directamente proporcional a la aceleración, es decir, cuanto mayor es la fuerza que actúa sobre un cuerpo, más rápido acelera.
    • La masa es inversamente proporcional a la aceleración, es decir, cuanto mayor es la masa de un cuerpo, más lento acelera.
  4. Calcula la aceleración usando la fórmula resultante. La aceleración es igual al cociente de la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo dividido por su masa. Sustituye los valores que te dieron en esta fórmula para calcular la aceleración del cuerpo.

    Los acelerómetros están disponibles en todos los tipos y tamaños, y hay muchos gran selección. Los verdaderos velocímetros son bastante raros, pero existen. Uno clase interesante, basado en un circuito de bobina e imán, está fuera de línea. Medir el desplazamiento hacia adelante no es inusual. Algunos usan galgas extensométricas, pero muchos otros usan un efecto capacitivo o un mecanismo de radiofrecuencia inducida para medir directamente el desplazamiento. Los tipos capacitivos e inductivos tienen la ventaja de que son sondas sin contacto y no afectan la tierra local.

    • Por ejemplo: sobre un cuerpo que pesa 2 kg actúa una fuerza igual a 10 N. Encuentra la aceleración del cuerpo.
    • a = F/m = 10/2 = 5 m/s 2

Poniendo a prueba tus conocimientos

  1. Dirección de aceleración. El concepto científico de aceleración no siempre coincide con el uso de esta cantidad en la vida cotidiana. Recuerda que la aceleración tiene una dirección; la aceleración es positiva si se dirige hacia arriba o hacia la derecha; La aceleración es negativa si se dirige hacia abajo o hacia la izquierda. Verifique su solución según la siguiente tabla:

    Aceleración y movimiento circular.

    Pero no importa de ninguna manera, porque si estamos midiendo la aceleración, la velocidad o el desplazamiento, entonces seguramente las matemáticas simples pueden convertir entre ellas mediante el uso juicioso de la integración o la diferenciación, como se muestra a continuación.

    Cálculo de la aceleración media en dos velocidades.

    Ahora veamos esto usando una onda sinusoidal clásica y observemos los efectos de la diferenciación o la integración. Es útil considerarlos como una cronología del tiempo y una función de frecuencia. Figura 1: Espectro de frecuencia de los cálculos de la hoja de trabajo.

  2. Ejemplo: un barco de juguete con una masa de 10 kg se mueve hacia el norte con una aceleración de 2 m/s 2 . Un viento que sopla en dirección oeste ejerce una fuerza de 100 N sobre el barco. Encuentre la aceleración del barco en dirección norte.
  3. Solución: Dado que la fuerza es perpendicular a la dirección del movimiento, no afecta el movimiento en esa dirección. Por lo tanto, la aceleración del barco en dirección norte no cambiará y será igual a 2 m/s 2.
  4. Fuerza resultante. Si varias fuerzas actúan sobre un cuerpo a la vez, encuentre la fuerza resultante y luego proceda a calcular la aceleración. Considere el siguiente problema (en un espacio bidimensional):

    • Vladimir tira (a la derecha) un contenedor con una masa de 400 kg con una fuerza de 150 N. Dmitry empuja (a la izquierda) un contenedor con una fuerza de 200 N. El viento sopla de derecha a izquierda y actúa sobre el contenedor. con una fuerza de 10 N. Encuentre la aceleración del contenedor.
    • Solución: Las condiciones de este problema están diseñadas para confundirle. En realidad es muy simple. Dibuja un diagrama de la dirección de las fuerzas, así verás que una fuerza de 150 N se dirige hacia la derecha, una fuerza de 200 N también se dirige hacia la derecha, pero una fuerza de 10 N se dirige hacia la izquierda. Así, la fuerza resultante es: 150 + 200 - 10 = 340 N. La aceleración es: a = F/m = 340/400 = 0,85 m/s 2.

Longitud y distancia Masa Medidas de volumen de sólidos a granel y alimentos Área Volumen y unidades de medida en recetas culinarias Temperatura Presión, tensión mecánica, módulo de Young Energía y trabajo Potencia Fuerza Tiempo Velocidad lineal Ángulo plano Eficiencia térmica y eficiencia de combustible Números Unidades para medir la cantidad de información Tipos de cambio Dimensiones ropa de mujer y zapatos Tallas de ropa y zapatos de hombre. velocidad angular y velocidad Aceleración aceleración angular Densidad Volumen específico Momento de inercia Momento de fuerza Par Calor específico de combustión (en masa) Densidad de energía y calor específico de combustión del combustible (en volumen) Diferencia de temperatura Coeficiente expansión térmica Resistencia térmica Conductividad térmica Calor específico Exposición a la energía, potencia de radiación térmica Densidad flujo de calor Coeficiente de transferencia de calor Flujo volumétrico flujo de masa Caudal molar Densidad de flujo másico Concentración molar Concentración másica en solución Viscosidad dinámica (absoluta) Viscosidad cinemática Tensión superficial Permeabilidad al vapor Permeabilidad al vapor, tasa de transferencia de vapor Nivel sonoro Sensibilidad del micrófono Nivel de presión sonora (SPL) Brillo Intensidad luminosa Iluminación Resolución en gráficos por computadora Frecuencia y longitud de onda Potencia óptica en dioptrías y longitud focal Potencia óptica en dioptrías y aumento de la lente (×) carga electrica Densidad de carga lineal Densidad superficial carga Volumen densidad de carga Corriente eléctrica Densidad de corriente lineal Densidad de corriente superficial Voltaje campo eléctrico Potencial electrostático y tensión Resistencia eléctrica Específica resistencia electrica Conductividad eléctrica Conductividad eléctrica específica Capacitancia eléctrica Inductancia Calibre de cable americano Niveles en dBm (dBm o dBmW), dBV (dBV), vatios y otras unidades Fuerza magnetomotriz Intensidad del campo magnético Flujo magnético Inducción magnética Tasa de dosis absorbida de radiación ionizante Radioactividad. Radiación de desintegración radiactiva. Dosis de exposición Radiación. Dosis absorbida Prefijos decimales Comunicación de datos Tipografía y procesamiento de imágenes Unidades de volumen de madera Cálculos de masa molar Tabla periódica elementos quimicos D. I. Mendeleev

Mirando la sección de formas de onda, tenemos el resultado clásico como se muestra en la figura. Figura 2: Historias del tiempo originales, diferenciadas e integradas. En términos matemáticos, si entonces el diferencial es y la integral es donde C es la llamada “constante de integración”. En ambos casos se produce un cambio de fase de 90 0, que convierte el seno en coseno. El diferencial se multiplica por. La integral dividida por también se niega y se le agrega una polarización, que en este caso es la mitad de la amplitud resultante, lo que hace que la señal integral sea completamente positiva.

1 centímetro por segundo por segundo [cm/s²] = 0,00101971621297793 aceleración gravitacional [g]

Valor inicial

Valor convertido

decímetro por segundo por segundo metro por segundo por segundo kilómetro por segundo por segundo hectómetro por segundo por segundo decámetro por segundo por segundo centímetro por segundo por segundo milímetro por segundo por segundo micrómetro por segundo por segundo nanómetro por segundo por segundo picómetro por segundo por segundo femtómetro por segundo por segundo attómetro por segundo por segundo gal galileo millas por segundo por segundo yarda por segundo por segundo pies por segundo por segundo pulgadas por segundo por segundo aceleración gravitacional aceleración de caída libre sobre el Sol aceleración de caída libre sobre Mercurio aceleración de libre caída en Venus aceleración de caída libre en la Luna aceleración de caída libre en Marte aceleración de caída libre en Júpiter aceleración de caída libre en Saturno aceleración de caída libre en Urano aceleración de caída libre en Neptuno aceleración de caída libre en Plutón aceleración de caída libre en Haumea segundos para acelerar de 0 a 100 km/h segundos para acelerar de 0 a 200 km/h segundos para acelerar de 0 a 60 mph segundos para acelerar de 0 a 100 mph segundos para acelerar de 0 a 200 mph

Si, por ejemplo, la señal original representara la aceleración, entonces la señal integrada sería la velocidad y, obviamente, no esperaríamos que fuera completamente positiva. Esta constante de integración es un artefacto métodos estándar integración.

Cálculo de la aceleración por la fuerza.

Para quienes tienen inclinaciones matemáticas, este es el resultado de realizar lo que comúnmente se llama integración indefinida. Después de realizar la integración estándar a lo largo del tiempo, deberíamos reducir automáticamente el resultado para que tenga una media cero. Se modificó el proceso de cálculo para incluir esta acción y el resultado se muestra en la figura. Observe cómo la señal integrada es positiva y negativa, como era de esperar.

Más sobre aceleración

información general

La aceleración es el cambio en la velocidad de un cuerpo durante un cierto período de tiempo. En el sistema SI, la aceleración se mide en metros por segundo por segundo. También se suelen utilizar otras unidades. La aceleración puede ser constante, por ejemplo la aceleración de un cuerpo en caída libre, o puede cambiar, por ejemplo la aceleración de un automóvil en movimiento.

Figura 3: Ajustado a cero. También es interesante observar las transformadas de Fourier de las tres señales. Se muestran en la Figura 4 en términos de magnitud y forma de fase. Las unidades se muestran en dB y la fase en grados. Mirando primero la fase, la onda sinusoidal original tiene un desplazamiento de fase de -90 0. La señal diferenciada tiene un cambio de fase cero ya que ahora es un coseno puro. La señal integrada tiene un cambio de fase de 180 grados, lo que significa coseno negativo.

El rango dinámico de la señal original supera los 300 dB, lo que no es sorprendente ya que se generó en software con doble precisión. La señal integrada muestra un rango dinámico similar, pero, lo que puede parecer sorprendente a primera vista, la señal diferenciada ha perdido la mitad de su rango dinámico. Volveremos sobre esta cuestión más adelante.

Los ingenieros y diseñadores tienen en cuenta la aceleración a la hora de diseñar y fabricar automóviles. Los conductores utilizan el conocimiento de la rapidez con la que su automóvil acelera o desacelera mientras conducen. El conocimiento de la aceleración también ayuda a los constructores e ingenieros a prevenir o minimizar los daños causados ​​por aceleraciones o desaceleraciones repentinas asociadas con impactos o sacudidas, como en colisiones automovilísticas o terremotos.

Protección contra la aceleración con estructuras amortiguadoras y amortiguadoras.

Si los constructores tienen en cuenta las posibles aceleraciones, el edificio se vuelve más resistente a los golpes, lo que ayuda a salvar vidas durante los terremotos. En lugares con alta sismicidad, como Japón, los edificios se construyen sobre plataformas especiales que reducen la aceleración y suavizan los impactos. El diseño de estas plataformas es similar a la suspensión de los automóviles. La suspensión simplificada también se utiliza en bicicletas. A menudo se instala en bicicletas de montaña para reducir las molestias, lesiones y daños a la bicicleta debido a aceleraciones repentinas al andar en superficies irregulares. Los puentes también están montados sobre suspensiones para reducir la aceleración que los vehículos que circulan por el puente le imparten. Las aceleraciones provocadas por el movimiento dentro y fuera de los edificios molestan a los músicos en los estudios de música. Para reducirlo, todo el estudio de grabación está suspendido sobre dispositivos amortiguadores. Si un músico instala un estudio de grabación en casa en una habitación sin suficiente aislamiento acústico, instalarlo en un edificio ya construido es muy difícil y costoso. En casa, solo el piso se instala sobre perchas. Dado que el efecto de la aceleración disminuye al aumentar la masa sobre la que actúa, en lugar de utilizar soportes, a veces se cargan las paredes, el suelo y el techo. A veces, los techos también se instalan suspendidos, ya que esto no es tan difícil ni costoso de hacer, pero ayuda a reducir la penetración del ruido externo en la habitación.

Aceleración en física

Según la segunda ley de Newton, la fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de la masa del cuerpo por la aceleración. La fuerza se puede calcular usando la fórmula F = ma, donde F es la fuerza, m es la masa y a es la aceleración. Entonces la fuerza que actúa sobre un cuerpo cambia su velocidad, es decir, le da aceleración. Según esta ley, la aceleración depende no sólo de la magnitud de la fuerza que empuja al cuerpo, sino que también depende proporcionalmente de la masa del cuerpo. Es decir, si una fuerza actúa sobre dos cuerpos, A y B, y B es más pesado, entonces B se moverá con menos aceleración. Esta tendencia de los cuerpos a resistir un cambio de aceleración se llama inercia.

La inercia es fácil de ver en la vida cotidiana. Por ejemplo, los automovilistas no usan casco, pero los motociclistas suelen viajar con casco y, a menudo, con otra ropa protectora, p. chaquetas de cuero con engrosamientos. Una de las razones es que en una colisión con un coche, la moto más ligera y el motociclista cambiarán de velocidad más rápido, es decir, empezarán a moverse con mayor aceleración que el coche. Si no va cubierto por la moto, el piloto probablemente saldrá disparado del asiento de la moto, ya que es incluso más ligera que una moto. En cualquier caso, el motociclista sufrirá lesiones graves, mientras que el conductor sufrirá mucho menos, ya que el coche y el conductor recibirán mucha menos aceleración en la colisión. Este ejemplo no tiene en cuenta la fuerza de gravedad; se supone que es insignificante en comparación con otras fuerzas.

Aceleración y movimiento circular.


Un cuerpo que se mueve en círculo con una velocidad de la misma magnitud tiene una velocidad vectorial variable, ya que su dirección cambia constantemente. Es decir, este cuerpo se mueve con aceleración. La aceleración se dirige hacia el eje de rotación. En este caso, está en el centro del círculo, que es la trayectoria del cuerpo. Esta aceleración, así como la fuerza que la provoca, se llama centrípeta. Según la tercera ley de Newton, toda fuerza tiene una fuerza opuesta que actúa en dirección opuesta. En nuestro ejemplo, esta fuerza se llama centrífuga. Esto es lo que sujeta los carros en la montaña rusa, incluso cuando se mueven boca abajo sobre rieles circulares verticales. La fuerza centrífuga empuja los carros lejos del centro del círculo creado por los carriles, de modo que quedan presionados contra los carriles.

Aceleración y gravedad

La atracción gravitacional de los planetas es una de las principales fuerzas que actúa sobre los cuerpos y les da aceleración. Por ejemplo, esta fuerza atrae cuerpos ubicados cerca de la Tierra hacia la superficie de la Tierra. Gracias a esta fuerza, un cuerpo que se suelta cerca de la superficie de la Tierra, y sobre el que no actúan otras fuerzas, va en caída libre hasta chocar con la superficie de la Tierra. La aceleración de este cuerpo, llamada aceleración de la gravedad, es de 9,80665 metros por segundo por segundo. Esta constante se denota g y se utiliza a menudo para determinar el peso de un cuerpo. Dado que, según la segunda ley de Newton, F = ma, entonces el peso, es decir, la fuerza que actúa sobre el cuerpo, es el producto de la masa por la aceleración de la gravedad g. La masa corporal es fácil de calcular, por lo que el peso también es fácil de encontrar. Vale la pena señalar que la palabra "peso" en la vida cotidiana a menudo denota una propiedad del cuerpo, la masa y no la fuerza.

La aceleración de la gravedad es diferente para diferentes planetas y objetos astronómicos, ya que depende de su masa. La aceleración de la gravedad cerca del Sol es 28 veces mayor que en la Tierra, cerca de Júpiter es 2,6 veces mayor y cerca de Neptuno es 1,1 veces mayor. La aceleración cerca de otros planetas es menor que en la Tierra. Por ejemplo, la aceleración en la superficie de la Luna es igual a 0,17 aceleración en la superficie de la Tierra.

Aceleración y vehículos

Pruebas de aceleración para automóviles.

Existen una serie de pruebas para medir el rendimiento de los coches. Uno de ellos tiene como objetivo probar su aceleración. Esto se hace midiendo el tiempo que tarda un automóvil en acelerar de 0 a 100 kilómetros (62 millas) por hora. En países que no utilizan el sistema métrico, se prueba la aceleración de cero a 60 millas (97 kilómetros) por hora. Los coches que aceleran más rápido alcanzan esta velocidad en unos 2,3 segundos, que es menos que el tiempo que tardaría un cuerpo en alcanzar esta velocidad en caída libre. Incluso hay programas para teléfonos móviles, que ayudan a calcular este tiempo de aceleración utilizando los acelerómetros integrados del teléfono. Sin embargo, es difícil decir qué tan precisos son dichos cálculos.

El efecto de la aceleración en las personas.

Cuando un automóvil acelera, los pasajeros son arrastrados en la dirección opuesta al movimiento y la aceleración. Es decir, hacia atrás al acelerar y hacia adelante al frenar. Durante las paradas repentinas, como durante una colisión, los pasajeros son empujados hacia adelante tan violentamente que pueden salir despedidos de sus asientos y golpearse contra el borde o la ventana del automóvil. Incluso es probable que rompan el cristal con su peso y salgan volando del coche. Debido a este peligro, muchos países han aprobado leyes que exigen la instalación de cinturones de seguridad en todos los automóviles nuevos. Muchos países también han exigido que el conductor, todos los niños y al menos el pasajero del asiento delantero usen cinturones de seguridad mientras conducen.

Las naves espaciales se mueven con gran aceleración al entrar en la órbita de la Tierra. El regreso a la Tierra, por el contrario, va acompañado de una fuerte desaceleración. Esto no sólo hace que los astronautas se sientan incómodos, sino también peligrosos, por lo que se someten a un entrenamiento intensivo antes de ir al espacio. Este tipo de entrenamiento ayuda a los astronautas a soportar más fácilmente las sobrecargas asociadas con una alta aceleración. Los pilotos de aviones de alta velocidad también reciben este entrenamiento, ya que estos aviones alcanzan una gran aceleración. Sin entrenamiento, una aceleración repentina hace que la sangre salga del cerebro y se pierda la visión de los colores, luego la visión lateral, luego la visión en general y luego la pérdida del conocimiento. Esto es peligroso, ya que los pilotos y astronautas no pueden controlar un avión o una nave espacial en este estado. Hasta que empezó el entrenamiento de sobrecarga requisito obligatorio En el entrenamiento de pilotos y astronautas, las sobrecargas de alta aceleración a veces provocaban accidentes y la muerte de los pilotos. El entrenamiento ayuda a prevenir la pérdida del conocimiento y permite a los pilotos y astronautas soportar altas aceleraciones durante períodos de tiempo más largos.

Además del entrenamiento centrífugo que se describe a continuación, a los astronautas y pilotos se les enseña una técnica especial para contraer los músculos abdominales. Esto hace que los vasos sanguíneos se estrechen y que llegue menos sangre a la parte inferior del cuerpo. Los trajes Anti-G también ayudan a evitar que la sangre salga del cerebro durante la aceleración, ya que las almohadas especiales que llevan incorporadas se llenan de aire o agua y ejercen presión sobre el estómago y las piernas. Estas técnicas evitan que la sangre fluya mecánicamente, mientras que el entrenamiento centrífugo ayuda a la persona a aumentar la resistencia y acostumbrarse a una alta aceleración. La centrífuga en sí es tubo horizontal con una cabina en un extremo de la tubería. Gira en un plano horizontal y crea condiciones con alta aceleración. La cabina está equipada con un cardán y puede girar en diferentes direcciones, proporcionando carga adicional. Durante el entrenamiento, los astronautas o pilotos llevan sensores y los médicos controlan sus indicadores, como la frecuencia cardíaca. Esto es necesario para garantizar la seguridad y también ayuda a controlar la adaptación de las personas. En una centrífuga, se puede simular como una aceleración en condiciones normales y entrada balística a la atmósfera durante accidentes. Los astronautas que reciben entrenamiento en centrifugadoras dicen que experimentan graves molestias en el pecho y la garganta.

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