Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA)
El Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado o MRUA se utiliza para entender
el movimiento que realizan los cuerpos cuando describen una línea recta, con
una velocidad variada a medida que se desarrolla el movimiento y con una
aceleración de igual magnitud (constante) en todo el trayecto.
Es bastante común encontrar este tipo de movimientos en la vida, sin embargo, en la mayoría de casos se lucha constantemente contra fuerzas de roce que hacen más complejo realizar dichos movimientos y siempre llevan hacia una inercia.
Por ahora no es importante conocer dichas fuerzas de roce, solo se debe tener en cuenta que hay unas fuerzas que hacen que los objetos disminuyan su velocidad o la aumenten, creando la aceleración.
Índice
¿Qué es el movimiento rectilíneo uniforme acelerado?
El movimiento rectilíneo uniforme acelerado (MRUA) es un tipo de movimiento en línea recta en el que un objeto se mueve a lo largo de una trayectoria recta y su velocidad cambia uniformemente en el tiempo. En otras palabras, la velocidad del objeto aumenta o disminuye a una tasa constante, lo que significa que experimenta una aceleración constante.
El MRUA, plantea conceptos parecidos a los del MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme), con la diferencia que en este caso la velocidad deja de ser constante y varía en el tiempo, y en consecuencia aparece una aceleración que será constante.
En el MRUA, el objeto sigue moviéndose en línea recta, pero su velocidad cambia en cada instante de tiempo, lo que significa que su aceleración NO es cero.
Por ejemplo, si un automóvil se mueve a lo largo de una carretera recta y comienza a acelerar, su velocidad aumentará a una tasa constante hasta que alcance una velocidad máxima. Si luego se frena, la velocidad disminuirá a una tasa constante hasta que el automóvil se detenga.
Descripción del movimiento rectilíneo uniforme acelerado
Como su nombre lo indica es un movimiento que se desarrolla en línea recta, la velocidad va aumentando o disminuyendo uniformemente y en cualquier caso se crea una aceleración constante con la que el cuerpo se va mover durante el movimiento.
Si el movimiento lleva una velocidad que va en aumento, la aceleración será positiva y se llamará movimiento uniforme acelerado (MUA); por el contrario, si la velocidad va disminuyendo la aceleración será negativa y se llamará un movimiento uniforme desacelerado (MUD).
Para este movimiento se debe tener en cuenta los siguientes aspectos:
- El espacio recorrido y desplazamiento del cuerpo.
- La velocidad y rapidez que adquiere en el movimiento.
- El tiempo que le toma al cuerpo realizar dicho desplazamiento.
- La aceleración uniforme que adquiere el cuerpo.
Trayectoria del MRUA
En la mayoría de los casos en un MRUA la trayectoria sigue siendo una línea recta Horizontal, igual que el MRU.
En pocas palabras el MRUA es un movimiento que se da cuando la velocidad o rapidez de un cuerpo varía con respecto al tiempo de manera uniforme y con aceleración constante, describiendo un movimiento recto.
Durante el trayecto el cuerpo no cuenta con otros tipos de movimientos (circulares, en parábola, etc.).
El MRUA puede estudiar también los objetos que caen de forma vertical, pero con velocidad que varía de forma controlada, sin caer libremente.
Si caen de forma libre se considera que es un movimiento en caída libre, un tema aparte en la cinemática y para ese caso la aceleración siempre tomará el valor de la gravedad.
Otros términos importantes en el MRUA
Para comprender el MRUA, es necesario conocer y entender los términos fundamentales de la cinemática y del movimiento en sí, a continuación podrás encontrar algunos términos importantes para estudiar el tema de Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado:
Características del MRUA
Se debe tener en cuenta las siguientes características para comprender fácilmente el movimiento:
- La velocidad y la rapidez varían de manera constante, es decir, siempre cambiarán en una misma cantidad entre intervalos.
- La aceleración siempre es constante, lo que significa que es igual en todo el movimiento.
- La aceleración indica la cantidad que varía la velocidad de manera constante por un determinado intervalo de tiempo.
- La trayectoria del cuerpo es una línea recta Horizontal o Vertical.
- El desplazamiento y espacio recorrido se presenta en unidades de longitud, en cualquier sistema de unidades. (m, km, pulgadas, pies, etc.)
- La velocidad y rapidez se presenta en unidades de longitud entre tiempo, en cualquier sistema de unidades. (m/s, km/h, pulgadas/s, pies/h, etc.)
- El tiempo se presenta con sus respectivas unidades de medida. (s, h, día, etc.)
- La aceleración se presenta en unidades de longitud sobre tiempo al cuadrado en cualquier sistema de unidades. (m/s2, km/h2, pies/s2, etc.)
Ejemplo de MRUA
Un observador analiza el movimiento en línea recta realizado por un ave y en cierto momento determina que lleva una velocidad de 6 m/s, a partir de ese momento contabiliza el tiempo y transcurridos 3 segundos observa que la velocidad del ave aumenta a 12 m/s.
Sigue observando y para terminar su análisis deja transcurrir 6 segundos más, notando que el ave en ese momento tiene una velocidad de 24 m/s.
Al terminar el observador concluye que durante su análisis el ave realiza un MRUA y durante el movimiento desarrolla una aceleración de 2 m/s2. ¿Por qué?
El movimiento realizado por el ave se considera MRUA porque en el transcurso obtiene diferentes velocidades, comenzando con una velocidad de 6 m/s que llevaba en el instante 0 segundos del movimiento y terminando con una velocidad de 24 m/s a los 9 segundos que dura en total todo el análisis.
Entonces se determina que maneja una velocidad que varía de manera uniforme aumentando 2 m/s por cada segundo, dicha variación uniforme de la velocidad es la aceleración.
Fórmulas del MRUA
Al ser un movimiento variado se requiere utilizar cuatro ecuaciones diferentes. Dependiendo de los datos que se tengan y los datos no conocidos se utiliza una ecuación u otra:
Relación entre velocidad final, velocidad inicial, aceleración y tiempo. Demostración:
Relación entre velocidad final, velocidad inicial, tiempo y desplazamiento. Demostración:
Relación entre velocidad inicial, aceleración, tiempo y desplazamiento. Demostración:
Relación entre velocidad final, velocidad inicial, aceleración y desplazamiento. Demostración:
X: Desplazamiento entre la posición inicial y final
Vf: Velocidad final
Vo: Velocidad inicial
a: Aceleración
t: Tiempo
(Nótese como el tiempo es un escalar y siempre es positivo se puede tomar su delta (o diferencia) como una simple t, que representa el tiempo transcurrido.)
El Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado también puede ser estudiado por medio de la representación gráfica de sus propiedades de desplazamiento, velocidad y tiempo. Las gráficas más comunes son las de posición-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración- tiempo. Puedes conocer más sobre esto accediendo al siguiente enlace:
Ejercicios resueltos del movimiento rectilíneo uniforme acelerado
Si has llegado hasta aquí te felicito, significa has leído la teoría anterior y ya tienes algunas bases para comprender mejor el tema de MRUA, por lo tanto, a continuación podrás encontrar un listado con algunos ejercicios resueltos de cinemática.
Espero te sirvan de ayuda <3