Calculadora de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (Velocidad y Desplazamiento)

Calcula la velocidad final y el desplazamiento de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado a partir de la velocidad inicial, la aceleración y el tiempo transcurrido.

Qué es el movimiento con aceleración constante

El movimiento con aceleración constante es **el desplazamiento en línea recta cuya aceleración no cambia nunca**. Al mantenerse fija la aceleración, tres magnitudes —la velocidad inicial v0, la aceleración a y el tiempo transcurrido t— fijan la velocidad y la posición en ese instante con una sola fórmula cada una. Esta herramienta calcula la velocidad final como **v = v0 + at** y el desplazamiento como **x = v0t + ½at²**. Las unidades son SI fijas: metros por segundo, metros por segundo al cuadrado y segundos.

**El desplazamiento x no es la distancia recorrida, sino el cambio de posición con su dirección.** En un movimiento que se vuelve sobre sí mismo —una pelota lanzada hacia arriba, por ejemplo— la ida y la vuelta se cancelan, de modo que la magnitud del desplazamiento sale menor que el camino realmente cubierto. La velocidad inicial y la aceleración admiten valores positivos, negativos y nulos, pero **el tiempo transcurrido ha de ser cero o mayor.** Para preguntar por un instante anterior, vuelva a situar t = 0 en el momento en que se midió la velocidad inicial.

Cómo usar la calculadora

  1. Introduzca la velocidad inicial Dé la rapidez de partida en m/s. Es cero si el movimiento arranca del reposo.
  2. Introduzca la aceleración Dela en m/s². **Use un valor negativo para frenar**: a = -3, por ejemplo.
  3. Introduzca el tiempo transcurrido Dé en segundos con cuánta antelación quiere el estado. No se admiten valores negativos.
  4. Lea la velocidad y el desplazamiento Obtiene la velocidad final y el desplazamiento en ese instante. Un desplazamiento negativo significa que el cuerpo queda al otro lado del punto de partida, en contra de la velocidad inicial.
  5. Aplíquela a la caída libre Ponga la aceleración de la gravedad —unos 9,8 m/s²— en la aceleración y obtendrá la rapidez y la distancia caída desde que se suelta.

Consejos para aprovecharla mejor

  • Para calcular un movimiento de frenado, introduce un valor negativo en la aceleración (a); por ejemplo, a = -3 al frenar un vehículo.
  • El desplazamiento (x) representa el cambio de posición con dirección incluida, no la distancia total recorrida. Si la aceleración y la velocidad inicial apuntan en direcciones opuestas, el desplazamiento puede incluso volverse negativo en un movimiento de ida y vuelta.
  • Esta herramienta también sirve para la caída libre. Introduce la aceleración de la gravedad terrestre (unos 9,8 m/s²) como aceleración para obtener la velocidad y la distancia recorrida en cualquier instante tras soltar el objeto.
  • El tiempo transcurrido (t) solo admite valores iguales o superiores a 0. Si necesitas calcular un instante anterior al punto de referencia, redefine t=0 en el momento de la velocidad inicial y vuelve a calcular desde ahí.

Dónde ayuda la calculadora

Deberes de física y preparación de exámenes

Sirve para ejercitar las dos fórmulas y encaja para contrastar una respuesta hecha a mano.

Estimar una distancia de frenado

Ponga la velocidad de marcha como inicial y la deceleración negativa como aceleración, y se hará una idea del camino recorrido antes de parar.

Comprobar el tiempo y la rapidez de una caída libre

Con 9,8 m/s² como aceleración verá cuánto cae algo en un número dado de segundos y a qué rapidez va.

Hacerse a lo que dicen las fórmulas

Doblar el tiempo casi cuadruplica el desplazamiento, porque manda el término con t². Cambiar los números vuelve palpables esas relaciones.

Cuando quiera además movimiento oblicuo y fuerzas

Para el lanzamiento en ángulo, vea la calculadora de movimiento parabólico; para trabajo y energía, la calculadora de trabajo y energía cinética; para el efecto del rozamiento, la calculadora de la fuerza de rozamiento.

Términos sobre el movimiento con aceleración constante

Movimiento con aceleración constante
Desplazamiento en línea recta con una aceleración que no cambia nunca. La caída libre y un coche que frena con fuerza sostenida son los ejemplos habituales.
Velocidad inicial (v0)
La velocidad en el instante en que empieza la observación, t = 0. Aquí se introduce en m/s y puede ser positiva, negativa o nula.
Aceleración (a)
El cambio de velocidad por unidad de tiempo. Un valor negativo indica una fuerza contraria a la velocidad inicial, de modo que el cuerpo se frena.
Desplazamiento (x)
El cambio de posición con su dirección. Difiere de la longitud del camino: en un movimiento que se devuelve, sale menor que la distancia recorrida.
Aceleración de la gravedad
La aceleración de unos 9,8 m/s² que sufre un cuerpo cerca de la superficie terrestre. La caída libre se trata como movimiento uniformemente acelerado con esta cifra como aceleración.
Distancia recorrida
La longitud total efectivamente cubierta. Al sumarse sin atender a la dirección, es siempre al menos tan grande como la magnitud del desplazamiento.

Preguntas frecuentes

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado describe el desplazamiento de un objeto a lo largo de una línea recta con aceleración constante. Ejemplos típicos son la caída libre y un coche que frena bajo una fuerza de frenado constante.

La fórmula de la velocidad final v = v0 + at se deriva directamente de la definición de aceleración (la tasa de cambio de la velocidad). La fórmula del desplazamiento x = v0t + (1/2)at² se obtiene integrando la velocidad respecto al tiempo y representa la suma de la distancia recorrida a la velocidad inicial más la distancia adicional debida a la aceleración.

Una aceleración negativa significa que actúa una fuerza en sentido opuesto a la velocidad inicial, haciendo que el objeto se frene (cuando la velocidad inicial es positiva). Esto ocurre, por ejemplo, en un coche que frena o en una pelota lanzada hacia arriba que se frena por la gravedad.

Sí. La caída libre puede calcularse como un caso particular de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado con velocidad inicial 0 (o cualquier otro valor) y la aceleración ajustada a la gravedad terrestre (unos 9,8 m/s², tomando como positivo el sentido hacia abajo).
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A propósito — La ley de la caída de los cuerpos que reveló Galileo

Se atribuye al científico italiano del siglo XVII Galileo Galilei el fundamento del concepto de movimiento uniformemente acelerado. Antes de él, se aceptaba desde hacía siglos la idea aristotélica de que los objetos más pesados caen más rápido. Mediante experimentos repetidos haciendo rodar bolas por planos inclinados, Galileo demostró que la velocidad de caída de un objeto no depende de su masa, sino que aumenta a un ritmo constante proporcional al tiempo transcurrido.

Como en su época no existían relojes precisos, se dice que Galileo medía el tiempo utilizando su propio pulso y relojes de agua. Dado que las caídas rápidas eran difíciles de medir con precisión, tuvo la astucia de reducir la inclinación de los planos para observar el movimiento con mayor lentitud, un enfoque hoy reconocido como pionero de la ciencia experimental.

Esta idea del movimiento uniformemente acelerado evolucionó más tarde hacia la ecuación de movimiento de Isaac Newton (F = ma), sentando las bases de la mecánica clásica. Hoy en día, las fórmulas del movimiento uniformemente acelerado siguen empleándose en numerosos campos de la ingeniería, desde el cálculo de la distancia de frenado de un coche hasta el diseño de trayectorias de lanzamiento de cohetes.