¿Qué es la aceleración tangencial?

Muchos objetos viajan en un movimiento circular. Estos incluyen patinadores sobre hielo, automóviles y planetas. A fines del siglo XVII, Isaac Newton estudió el movimiento circular y definió varias propiedades nuevas de estos sistemas. La aceleración tangencial es uno de los componentes que derivó, entre muchos otros.

Newton observó que un objeto una vez en movimiento viajará en línea recta a menos que se aplique una fuerza externa. Un objeto que viaja por un camino circular está sujeto a una fuerza que tira o empuja hacia el centro del círculo, llamada fuerza normal o centrípeta. Ninguna de estas fuerzas está en el camino curvo. Están continuamente en ángulo recto entre sí.

En movimiento lineal, un objeto una vez puesto en movimiento permanecerá en movimiento a menos que otra fuerza actúe sobre él. No se requiere energía adicional. Esto no es cierto para el movimiento circular.

El objeto que se mueve en un círculo a una velocidad constante, medido en revoluciones por minuto, tiene una velocidad tangencial constante y una velocidad angular constante. En movimiento lineal, cuando la velocidad es constante, la aceleración es cero. La aceleración tangencial es positiva. Se requiere energía para seguir cambiando de dirección continuamente.

La aceleración tangencial es igual a la velocidad tangencial al cuadrado, dividida por el radio. También se calcula por el radio multiplicado por la velocidad angular al cuadrado. Se pueden hacer dos observaciones sobre la aceleración tangencial a partir de estas ecuaciones. La aceleración lineal es un factor de solo velocidad, mientras que la aceleración tangencial es un factor de velocidad al cuadrado. La sensación de velocidad es mucho más fuerte en un automóvil que gira que en uno que se mueve a la misma velocidad lineal en una dirección lineal.

La aceleración tangencial es un factor del radio. A medida que el radio se hace más grande, la aceleración tangencial se hace más pequeña para la misma velocidad angular. Dicho de otra manera, a medida que el radio se hace más pequeño, sin entrada de energía adicional, la velocidad angular aumenta.

Las personas aprovechan las leyes del movimiento que se aplican a diario en caminos circulares o curvos. Los conductores expertos disminuyen la velocidad primero y luego mantienen el pedal del acelerador ligeramente activado durante las curvas cerradas. La energía adicional mantiene las ruedas rodando hacia adelante en lugar de patinar hacia los lados.

El deslizamiento ocurre cuando la fuerza centrípeta que alimenta la aceleración tangencial disminuye. Los patinadores de hielo colocan sus brazos y piernas libres cerca de su cuerpo para girar más rápido. Varias misiones espaciales han utilizado la atracción gravitacional de la luna u otros cuerpos celestes para acelerar la cápsula espacial en un camino curvo deseado.