En este post se explica qué es la aceleración tangencial (o aceleración lineal) en física. Así pues, encontrarás cómo calcular la aceleración tangencial, un ejercicio resuelto de la aceleración tangencial y, además, cuál es la relación entre la aceleración tangencial y otros conceptos de cinemática.
Índice
¿Qué es la aceleración tangencial (o aceleración lineal)?
La aceleración tangencial (o aceleración lineal) es la aceleración tangente a la trayectoria de un movimiento circular. Es decir, la aceleración tangencial indica la variación de la velocidad tangencial de un cuerpo que hace un movimiento circular.
En general, la aceleración tangencial se representa con el símbolo at.
La aceleración tangencial tiene las mismas unidades que cualquier aceleración, esto es, unidades de longitud dividido por unidades de tiempo al cuadrado. Por lo tanto, la unidad de la aceleración tangencial en el Sistema Internacional (SI) es el metro partido por segundo al cuadrado (m/s2).
La aceleración tangencial (at) y la aceleración centrípeta (ac) son las dos componentes vectoriales de la aceleración de un móvil que describe un movimiento circular no uniforme. La aceleración tangencial es tangente a la trayectoria del movimiento circular, mientras que la aceleración centrípeta apunta hacia el centro de la trayectoria circular.
Cuando la aceleración tangencial es igual a 0, significa que el cuerpo gira haciendo un movimiento circular uniforme (MCU), ya que entonces la velocidad tangencial es constante.
Fórmula de la aceleración tangencial
En un movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA), la aceleración tangencial varia de forma lineal. Por lo tanto, la aceleración tangencial es igual al incremento de la velocidad tangencial dividido por el incremento de tiempo.
Así que la fórmula para calcular la aceleración tangencial (o aceleración lineal) es:
Donde:
es la aceleración tangencial.
es el incremento de la velocidad tangencial.
es la variación del tiempo.
es la velocidad tangencial final.
es la velocidad tangencial inicial.
es el instante de tiempo final.
es el instante de tiempo inicial.
El valor de la aceleración tangencial se debe interpretar de la siguiente manera:
- at>0: si la aceleración tangencial es positiva, significa que el módulo de la velocidad del móvil aumenta con el tiempo.
- at<0: si la aceleración tangencial es negativa, significa que el módulo de la velocidad del móvil disminuye con el tiempo.
- at=0: si la aceleración tangencial es igual a cero, significa que el módulo de la velocidad del móvil es constante.
Ejemplo del cálculo de la aceleración tangencial
Una vez hemos visto la definición de la aceleración tangencial (o aceleración lineal) y cuál es su fórmula, vamos a ver un ejemplo resuelto de cómo se calcula este tipo de aceleración.
- Un móvil describe un movimiento circular con velocidad uniformemente acelerada. En el instante ti=2 s tiene una velocidad tangencial de 5 m/s y en el instante tf=6 s tiene una velocidad tangencial de 11 m/s. ¿Cuál es la aceleración tangencial del móvil?
Para hallar la aceleración tangencial tenemos que aplicar la fórmula explicada en el apartado anterior:
En este caso, el problema ya nos proporciona todos los datos necesarios, por lo que sustituimos los valores en la fórmula y calculamos la aceleración tangencial:
Aceleración tangencial y aceleración angular
La aceleración angular es la aceleración a la que gira un cuerpo, es decir, la aceleración angular indica la velocidad a la que varia la velocidad angular de un cuerpo que realiza un movimiento circular.
Por lo tanto, la relación entre la aceleración tangencial y la aceleración angular es que la aceleración angular determina el valor de la aceleración tangencial. En concreto, la aceleración tangencial es igual a la aceleración angular multiplicado por el radio de la trayectoria del movimiento circular.
Donde:
- es la aceleración tangencial.
es la aceleración angular.
es el radio de la trayectoria del movimiento circular.
Aceleración tangencial y aceleración centrípeta
La aceleración tangencial y la aceleración centrípeta son las dos componentes vectoriales de la aceleración de un cuerpo que describe un movimiento circular.
La diferencia entre la aceleración tangencial (o aceleración lineal) y la aceleración centrípeta (o aceleración normal) es que la aceleración tangencial es tangente a la trayectoria del movimiento circular, en cambio, la aceleración centrípeta apunta hacia el centro de la trayectoria circular.
Además, la aceleración tangencial hace variar el módulo de la velocidad del móvil que realiza el movimiento circular, mientras que la aceleración centrípeta provoca el cambio de dirección de la velocidad del móvil.