¿Qué es la aceleración instantánea?

La respuesta de Steve Baker es correcta de alguna manera, pero sospecho que no entendió el contexto de la pregunta. Probablemente leyó el término “aceleración instantánea” en el primer capítulo de su libro de física, en cuyo caso se distingue de “aceleración promedio”.

La aceleración es qué tan rápido cambia tu velocidad. Digamos que su automóvil se detiene (velocidad cero) en un semáforo en rojo, y luego se sube a una carretera interestatal y sesenta segundos después está conduciendo 30 metros por segundo. (Eso es aproximadamente 67 millas por hora). Aceleró. Eso es aceleración. La aceleración promedio es su cambio de velocidad con el tiempo:

[math] a _ {\ mathrm {avg}} = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} [/ math]

[math] a _ {\ mathrm {avg}} = \ frac {30 \: \ mathrm {m / s}} {60 \: \ mathrm {s}} [/ math]

[matemáticas] a _ {\ mathrm {avg}} = 0.5 \: \ mathrm {m / s / s} = 0.5 \: \ mathrm {m / s} ^ 2 [/ math]

Cada segundo, su velocidad aumenta, en promedio, en 0.5 m / s. Es algo así como su velocidad en t = 0 es 0, en t = 1 es 0.5, en t = 2 es 1, t = 3 es 1.5, y así hasta que en t = 60 es 30 como dijimos.

Dije “algo así” porque probablemente eso no es lo que realmente sucedió. Eso es solo el promedio. Lo que probablemente sucedió es que aceleró relativamente rápido, digamos dentro de 15 segundos, y luego una vez que golpeó v = 30 m / s, mantuvo una velocidad constante durante los siguientes 45 segundos. El promedio de más de 60 segundos sigue siendo 0.5 m / s [matemática] ^ 2 [/ matemática], pero en un instante dado en los primeros 15 segundos, su velocidad aumentaba a 2 m / s por segundo (una aceleración de 2 m / s [matemáticas] ^ 2 [/ matemáticas]), y en un instante dado en los últimos 45 segundos, su velocidad no aumentó en absoluto, lo que es una aceleración de 0.

Esa es la aceleración instantánea. Promedio es cuando promedia durante un período de tiempo completo, e instantáneo es lo que está haciendo en este momento , y solo ahora.

Editar: Hay cierta confusión en este hilo sobre qué tipo de “aceleración instantánea” estamos hablando. Desde el punto de vista del idioma inglés, podría estar relacionado con un impulso, pero en los libros introductorios de física esa frase exacta se usa a menudo como sinónimo de lo que luego llamamos simplemente “aceleración”. Verificaría https://en.wikipedia.org/wiki/Ac… antes de responder si no está seguro de lo que quiero decir.

No existe tal cosa como una “aceleración instantánea”; eso requeriría una fuerza infinita. Como cuestión práctica, se diría que algo golpeado por una bala o un martillo se acelera instantáneamente por el impacto impulsivo.

La aceleración instantánea (como en un salto de una velocidad a otra en una cantidad de tiempo cero) es imposible a menos que la masa de la cosa que está acelerando sea cero.

La aceleración es el cambio en la velocidad dividido por el tiempo, y si el tiempo es cero, la aceleración es infinita. Sabemos que [matemáticas] F = m \ veces a [/ matemáticas] (lo que significa que la fuerza que necesita es la masa multiplicada por la aceleración … así que si la aceleración es infinita, entonces la fuerza que tendría que aplicar también es infinita.

Entonces, en situaciones del mundo real, lo que tiene que pensar en términos de es una cantidad de tiempo muy, muy breve, pero no cero.

Esto se llama un “impulso”, que es lo que obtienes si golpeas algo duro con un objeto muy rígido … como golpear una pelota de golf con un palo que se mueve rápidamente. Parece que la pelota pasa de estar estacionaria a moverse a la misma velocidad que el palo en un instante, pero en realidad, el eje del palo se dobla un poco y la pelota se deforma un poco, por lo que la aceleración es más gradual.

Para las fuerzas impulsivas, a menudo no sabemos la cantidad exacta de tiempo involucrado, por lo que es difícil hacer los cálculos con aceleraciones. Por lo tanto, es más fácil pensar en la transferencia de impulso sin considerar los detalles de las aceleraciones involucradas.