¿Qué es el movimiento uniformemente acelerado?
El movimiento uniformemente acelerado (conocido en física como MRUA) describe un objeto que se desplaza en línea recta con una aceleración constante. El movimiento queda completamente determinado por cinco magnitudes —velocidad inicial (\(u\)), velocidad final (\(v\)), aceleración (\(a\)), tiempo (\(t\)) y desplazamiento (\(s\))— relacionadas entre sí por las clásicas ecuaciones cinemáticas SUVAT (siglas en inglés de estas cinco variables). Esta calculadora parte de tres datos de entrada, \(u\), \(a\) y \(t\), y devuelve la velocidad final, el desplazamiento y el valor de \(v^2\).
Cómo usarla
Introduce la velocidad inicial en metros por segundo, la aceleración constante en metros por segundo al cuadrado y el tiempo transcurrido en segundos. La calculadora muestra al instante la velocidad final (\(v\)), el desplazamiento (\(s\)) y \(v^2\) (muy útil para encadenar otros cálculos de cinemática). Usa una aceleración negativa para representar una deceleración o frenada, y emplea \(a = 9{,}81\) para objetos en caída libre cerca de la superficie terrestre.
Las fórmulas explicadas
Las tres ecuaciones empleadas son: $$v = u + a \cdot t$$ (la velocidad crece de forma lineal con el tiempo), $$s = u \cdot t + \tfrac{1}{2} \cdot a \cdot t^2$$ (el desplazamiento combina la parte constante \(u \cdot t\) con la parte acelerada \(\tfrac{1}{2} \cdot a \cdot t^2\)) y $$v^2 = u^2 + 2 \cdot a \cdot s$$ (una relación entre velocidades y desplazamiento que no depende del tiempo). Solo son válidas cuando la aceleración es constante.
Ejemplo resuelto
Un coche arranca con \(u = 10\ \text{m/s}\) y acelera a \(a = 2\ \text{m/s}^2\) durante \(t = 5\ \text{s}\). La velocidad final es $$v = 10 + 2 \times 5 = 20\ \text{m/s}.$$ El desplazamiento es $$s = 10 \times 5 + \tfrac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 50 + 25 = 75\ \text{m}.$$ Y $$v^2 = 10^2 + 2 \times 2 \times 75 = 100 + 300 = 400\ \text{m}^2/\text{s}^2,$$ que coincide con \(20^2\), lo que confirma el resultado.
Preguntas frecuentes
¿Puedo usar otras unidades? El cálculo no depende de las unidades concretas, pero debes ser coherente: si trabajas en pies y segundos, los resultados saldrán en pies y pies/segundo.
¿Qué pasa si la aceleración es cero? Las ecuaciones siguen funcionando: \(v = u\) y \(s = u \cdot t\), es decir, un movimiento rectilíneo uniforme a velocidad constante.
¿Cómo represento una deceleración? Introduce un valor de aceleración negativo, por ejemplo \(-3\ \text{m/s}^2\), para frenar el objeto.
