Cinemática (SUVAT)
Ingresa 3 de 5 variables cinemáticas para calcular las restantes.
¿Qué son las ecuaciones cinemáticas?
La cinemática es la rama de la física que describe el movimiento sin considerar las fuerzas que lo causan. Las cuatro ecuaciones cinemáticas relacionan cinco variables: desplazamiento (s), velocidad inicial (u), velocidad final (v), aceleración (a) y tiempo (t). Dadas tres cualesquiera de estos cinco valores, puedes calcular las otras dos.
Estas ecuaciones asumen aceleración constante (uniforme), lo que cubre muchos escenarios reales: objetos en caída libre (aceleración gravitacional constante), vehículos acelerando o frenando a ritmo constante y objetos deslizándose sobre superficies con fricción constante. Para aceleración no constante se necesitan métodos basados en cálculo.
Las cuatro ecuaciones
- v = u + at — Velocidad final a partir de velocidad inicial, aceleración y tiempo.
- s = ut + (1/2)at² — Desplazamiento a partir de velocidad inicial, tiempo y aceleración.
- v² = u² + 2as — Velocidad final a partir de velocidad inicial, aceleración y desplazamiento (sin tiempo).
- s = (u + v)/2 * t — Desplazamiento a partir de velocidad media y tiempo.
Cómo usar esta herramienta
Introduce tres cualesquiera de las cinco variables cinemáticas y la calculadora resuelve las otras dos. Selecciona qué variable resolver, o deja que la herramienta detecte automáticamente según los campos rellenados. Los resultados incluyen la respuesta numérica y la ecuación utilizada.
La caída libre como caso especial
La caída libre es cinemática con a = g (aproximadamente 9,81 m/s² hacia abajo). Un objeto soltado (u = 0) cae una distancia s = (1/2)gt². Tras 1 segundo: 4,9 m. Tras 2 segundos: 19,6 m. Tras 3 segundos: 44,1 m. La velocidad aumenta linealmente: 9,8 m/s tras 1 segundo, 19,6 m/s tras 2 segundos, etc. (ignorando la resistencia del aire).
Preguntas frecuentes
¿Funcionan las ecuaciones para objetos en movimiento ascendente?
Sí. Usa una velocidad inicial positiva para movimiento ascendente y aceleración negativa (gravedad tirando hacia abajo). Las ecuaciones manejan automáticamente el objeto frenando, deteniéndose en el pico y volviendo a caer. La altura máxima ocurre cuando v = 0, y el tiempo total de vuelo es el doble del tiempo para alcanzar el pico (en trayectorias simétricas).
¿Qué pasa cuando la aceleración no es constante?
Estas ecuaciones solo se aplican cuando la aceleración es constante. Para aceleración variable (como un cohete quemando combustible o un objeto con resistencia del aire creciente), hay que usar cálculo: específicamente, integrar la función de aceleración respecto al tiempo. Métodos numéricos también pueden aproximar el movimiento en pequeños pasos de tiempo.