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¿Puede un objeto invertir su dirección de aceleración aunque siga moviéndose en la misma dirección?

¿Puede alguien explicarme sobre este asunto junto con ejemplos del día a día?

31voto

JRT Puntos 97

Un péndulo es un ejemplo cotidiano de ello. Si observas un péndulo que oscila de izquierda a derecha al pasar por el punto medio, la velocidad y la aceleración son:

Pendulum

La aceleración siempre apunta hacia el punto medio, por lo que cuando el péndulo pasa por el punto medio la aceleración invierte su dirección pero la velocidad no.

11voto

neves Puntos 3075

Súbete a un coche, enciéndelo y pisa el acelerador. ( ${{a}}>0$ )... luego presiona el freno ( ${{a}}<0$ ). Hasta que el coche se estabilice, la situación es la que has descrito.

7voto

Por supuesto. La aceleración es la tasa de cambio de la velocidad .

Para el movimiento en una línea, si el objeto se ralentiza la aceleración es frente a la velocidad. Si el objeto se acelera la aceleración es en la dirección de la velocidad.

Imagina que estás pedaleando en una bicicleta, ganando cada vez más velocidad y, de repente, dejas de pedalear y aplicas los frenos. Tu movimiento sigue siendo en la misma dirección, pero de repente pasas de acelerar a frenar: tu aceleración cambia de repente de dirección, pero sigues moviéndote en la misma dirección.

Un buen ejemplo a estudiar para tener una sensación intuitiva de la relación entre velocidad y aceleración es el movimiento de ida y vuelta de una masa unida a un muelle.

Pruebe la aplicación en este enlace que no sólo anima el movimiento, sino que también traza la posición, la velocidad y la aceleración. Cuando la aceleración tiene el signo contrario a la velocidad, la aceleración está en la dirección opuesta a la velocidad.

5voto

therube Puntos 66

Por supuesto.

La aceleración es el cambio de velocidad, por lo que cuando se dice que la aceleración invierte su dirección, significa que el objeto pasa de acelerar a frenar, como un monopatín que acaba de pasar por el fondo de una rampa en forma de U, o de frenar a acelerar. Piensa que el monopatín acaba de superar una colina. Antes estaba frenando mientras subía la colina, luego llegó a la cima, donde su aceleración era 0, y entonces comenzó a descender la colina, por lo que su aceleración hacia delante se volvió positiva.

Por supuesto, este es un ejemplo muy general para una pregunta muy general. Puedes aplicar esta idea a un coche que acaba de acelerar y ahora está aplicando los frenos (aceleración positiva a negativa), o a una persona que cae en un trampolín (negativa a positiva).

3voto

hroptatyr Puntos 111

(Finge temporalmente que estás en el segundo piso de un edificio.) Salta en un lugar. Después de dejar el piso:

  • su desplazamiento es siempre positivo (es decir, por encima del suelo);
  • tu velocidad es positiva (subiendo), cero (en tu mayor desplazamiento), y luego negativa (volviendo a caer al suelo); y
  • tu aceleración es constante y negativa, es la gravedad la que te lleva al suelo.

Si bajas las escaleras hasta el primer piso, tu desplazamiento es siempre negativo (a menos que seas capaz de saltar tan alto como la distancia entre pisos, siempre estarás por debajo de donde empezaste en el segundo piso), tu velocidad y aceleración, sin embargo, siguen el mismo patrón.

Si, por el contrario, el suelo falla y cae al primer piso, su desplazamiento será inicialmente positivo y luego negativo.

Así que aunque en este experimento tan sencillo tu aceleración es siempre negativa (hacia abajo), tu velocidad y desplazamiento pueden ser positivos, nulos o negativos en cualquier combinación.

Para más ejemplos

  • Una bala volando por el aire tiene grande velocidad, una pequeña aceleración de arrastre dirigida (idealmente) en sentido contrario a su velocidad, y una aceleración gravitatoria menor dirigida hacia abajo. El arrastre tarda mucho tiempo en superar la velocidad inicial de la bala. Para las balas disparadas horizontalmente cerca de la superficie de la Tierra, la fuerza gravitatoria llevará la bala al suelo antes de que el arrastre detenga su movimiento hacia delante.
  • Un patinador principiante (cuando está erguido y rodando) siempre experimenta una pequeña aceleración de arrastre opuesta a su velocidad. Los rodamientos no son perfectos y el residuo gomoso que parece acumularse en las ruedas y pistas se resiste a la rodadura de las ruedas (al no soltarse cuando la rueda intenta seguir rodando).
  • Las naves grandes puedes lanzarlas en reversa, pero va a tomar un tiempo lograr que toda esa masa (primero) se detenga y (luego) comience a moverse hacia el otro lado.
  • Durante el aterrizaje, hay varios componentes que aplican la aceleración a la parte trasera del avión -- por ejemplo, los motores, habiendo sido puestos en reversa, que hace unos minutos estaban proporcionando suficiente empuje hacia adelante para mantener el avión en el aire, toman varios segundos para borrar la velocidad hacia adelante del avión.

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