Como escolher la equação de cinemática correta: guia de decisão SUVAT

Deja de adivinar que equação cinemática usar. Esta guia mostra como elegir la fórmula SUVAT correta a partir de la variable que te falta, com un ejemplo resuelto, os errores que cuestan puntos e calculadoras gratuitas para cada paso.

Cuatro ecuaciones, uma sola decisão

Todo problema de aceleração constante se resolve com as mismas cuatro ecuaciones, así que la dificultad nunca está en o álgebra, sino en elegir por cuál empezar. La mayoría de os puntos perdidos vienen de escoger uma fórmula que contiene uma variable que o enunciado nunca dio, e depois dar vueltas intentando encontrarla.

Hay uma sola regla que elimina as conjeturas: identifica la variable SUVAT que o enunciado ni te da ni te pide, e usa la equação que la deja fuera.

as cinco variables SUVAT

  • s — desplazamiento, en metros. La distância en línea recta entre o inicio e o final, no o recorrido total.
  • u — velocidade inicial, en metros por segundo. La rapidez e dirección en o instante en que empieza o cronómetro.
  • v — velocidade final, en metros por segundo. La rapidez e dirección en o instante en que se detiene o cronómetro.
  • a — aceleração, en metros por segundo al cuadrado. Se supone constante en todo momento.
  • t — tempo, en segundos. o intervalo entre as dos mediciones de velocidade.

    • Cada uma de as cuatro ecuaciones utiliza exactamente cuatro de estas cinco variables. Ese único hecho é toda la base de la regla de decisão.

    La regla: nombra la variable que falta

    Lee o enunciado dos veces. Anota os datos e subraya lo que te piden. La variable de s, u, v, a e t que sobre é la que falta, e hay exactamente uma equação que la omite.

    Falta v? Usa s = ut + ½at²

    Es la equação para os enunciados que dan velocidade inicial, aceleração e tempo, e preguntan que distância recorrió o objeto. Un coche que arranca en un semáforo, uma piedra que cae desde un puente ou un tren que frena durante un intervalo conocido no necesitan la velocidade final para responderse.

    Falta s? Usa v = u + at

    La mais sencilla de as cuatro e la indicada quando o desplazamiento no aparece en o enunciado. Si te preguntan a que velocidade termina algo tras acelerar durante un tempo dado, la respuesta cabe en uma línea.

    Falta t? Usa v² = u² + 2as

    La equação que mais se olvida e la que mais trabalho ahorra. Cuando o enunciado da uma distância e pide uma velocidade, ou al revés, sin mencionar o tempo, esta fórmula evita o rodeo de calcular t primeiro.

    Falta a? Usa s = ½(u + v)t

    Útil quando la aceleração é desconocida ou simplemente irrelevante. Como ½(u + v) é la velocidade média com aceleração constante, esta equação é en realidad distância = velocidade × tempo disfrazada.

    Un ejemplo resuelto

    Un ciclista que va a 4 m/s acelera uniformemente a 1,5 m/s² a lo largo de 30 m. Cuál é seu velocidade final?

    os datos são u = 4 m/s, a = 1,5 m/s² e s = 30 m, e se pide v. La variable que sobra é t, porque o tempo ni se da ni se pide, así que corresponde la equação que omite o tempo.

    v² = u² + 2as = 4² + 2(1,5)(30) = 16 + 90 = 106, de modo que v = √106 ≈ 10,3 m/s.

    Si hubieras empezado por v = u + at, habrías necesitado t primeiro, convirtiendo un solo cálculo en dos e duplicando as probabilidades de un error de redondeo.

    Cuatro errores que cuestan puntos

  • Confundir distância com desplazamiento. Un objeto que vuelve a seu punto de partida ha recorrido uma distância, pero seu desplazamiento é cero, e todas as ecuaciones SUVAT usan o desplazamiento.
  • Perder o signo de la desaceleración. Si o movimento em direção a adelante é positivo, o frenado debe entrar como aceleração negativa. os errores de signo são la causa mais común de resultados imposibles.
  • Mezclar unidades antes de sustituir. Converte kilómetros a metros e horas a segundos al principio, no a mitad do desarrollo.
  • Olvidar que v² = u² + 2as tiene dos raíces. Quédate com la que coincide com la dirección do movimento descrito.

    • Cuándo dejan de servir as ecuaciones SUVAT

    Todas as ecuaciones anteriores suponen aceleração constante. Esa suposición falla en tres situaciones habituales, e usarlas igualmente produce uma respuesta errónea com apariencia de correta.

  • La resistência do aire é significativa, por lo que la aceleração disminuye al aumentar la rapidez.
  • La força cambia com la posição, como en uma massa unida a un resorte.
  • o movimento é bidimensional, como o de un projétil lanzado.

    • o caso do projétil tiene un truco que conviene conocer: os movimientos horizontal e vertical são independientes, de modo que puedes aplicar SUVAT por separado a cada eje, com a = 0 en o horizontal e a = g en o vertical.

    Comprueba o método, no solo o resultado

    uma vez que sabes que equação necesitas, verificar la aritmética debería ser rápido. Estas calculadoras muestran la fórmula sustituida junto al resultado, para que confirmes tanto o método como o número.

  • Calculadora de cinemática — resolve cualquiera de as cuatro ecuaciones para la variable que te falte.
  • Calculadora de velocidade — para o caso v = u + at e problemas sencillos de rapidez.
  • Calculadora de aceleração — quando la incógnita é a e no un dato.
  • Calculadora de desplazamiento — para s = ut + ½at² e problemas de velocidade média.
  • Calculadora de movimento de proyectiles — separa un lanzamiento bidimensional en ejes independientes.
  • Calculadora de energia cinética — o paso siguiente natural uma vez que has despejado v.

    • La regla tarda uns cuantos problemas en volverse automática, pero merece la pena practicarla: nombrar la variable que falta converte uma elección entre cuatro ecuaciones en uma elección entre uma.

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