▷ Aceleração

Este artigo explica o que é aceleração na física. Assim, você encontrará o significado de aceleração na física, como calcular a aceleração de um corpo, exemplos de acelerações e outros conceitos de física relacionados à aceleração.

O que é aceleração?

A aceleração é uma quantidade que indica a variação da velocidade de um corpo por unidade de tempo. Na física, a aceleração é definida como a razão entre o aumento da velocidade e o aumento do tempo.

A aceleração pode ser devida tanto a uma mudança na magnitude da velocidade quanto em sua direção. Portanto, um corpo em aceleração significa que ele está se movendo mais rápido ou mudando de direção.

Por exemplo, se a aceleração de um corpo em movimento for 1 m/s ² , isso significa que o corpo se moverá mais rápido 1 m/s a cada segundo. Portanto, se no instante t=5 s sua velocidade era de 3 m/s, no instante t=6 s ela terá uma velocidade de 4 m/s.

Tenha em mente que a aceleração é uma grandeza vetorial, portanto em física ela é representada por um vetor. Isso significa que a aceleração tem um significado e uma direção:

Se a aceleração tiver a mesma direção e direção da velocidade, o corpo irá cada vez mais rápido.
Se a aceleração tiver o mesmo sentido da velocidade, mas os sentidos forem opostos, o corpo irá cada vez mais devagar até parar ou até retroceder.
Se a aceleração tiver direção diferente da velocidade, o corpo mudará de direção.

Geralmente, em física, o símbolo da aceleração é a letra a.

fórmula de aceleração

A aceleração é igual à mudança na velocidade (Δv) dividida pela mudança no tempo (Δt). Portanto, em física, para calcular a aceleração de um corpo, a diferença entre a velocidade final e inicial deve ser dividida pela diferença entre o instante final e inicial (a = Δv/Δt).

A fórmula para calcular a aceleração em física é, portanto, a seguinte:

Ouro:

$a$

é a aceleração.
$\Delta v$

é o incremento de velocidade.
$\Delta t$

é a variação temporal.
$v_f$

é a velocidade final.
$v_i$

é a velocidade inicial.
$t_f$

é o momento final.
$t_i$

é o momento inicial.

A aceleração é expressa em unidades de velocidade divididas por unidades de tempo. Portanto, a unidade de aceleração no Sistema Internacional (SI) é o metro dividido pelo segundo ao quadrado (m/s ² ).

O valor da aceleração de um móvel deve ser interpretado da seguinte forma:

a>0 : se a aceleração for positiva, significa que a velocidade aumenta com o tempo.
a<0 : se a aceleração for negativa, significa que a velocidade diminui com o tempo.
a=0 : se a aceleração for zero, isso significa que a velocidade é constante ao longo do tempo.

➤ Veja: Fórmula de Velocidade

Exemplos de aceleração

Agora que sabemos a definição de aceleração e qual é a sua fórmula, vejamos vários exemplos de valores de aceleração no dia a dia para entender melhor o conceito.

Aceleração de um elevador com passageiros: 1 m/s ²
Aceleração de um ciclista: 1,7 m/s ²
Aceleração de um carro de corrida: 8-9 m/s ²
Aceleração devido à gravidade: 9,81 m/s ²
Aceleração de frenagem ao abrir um paraquedas: 30 m/s ²
Aceleração de lançamento de nave espacial: 40-60 m/s ²
Aceleração do pistão de um motor de combustão interna: 300 m/s ²

Aceleração média e aceleração instantânea

Nesta seção veremos a diferença entre aceleração média e aceleração instantânea, pois são dois tipos diferentes de aceleração frequentemente utilizados em física.

A aceleração média é a aceleração na qual um corpo em movimento teria viajado se tivesse se movido com uma aceleração constante ao longo do caminho. A aceleração média é calculada dividindo a mudança na velocidade pelo intervalo de tempo decorrido.

$a_m=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

➤ Veja: Exercício resolvido em aceleração média

Por outro lado, a aceleração instantânea é a aceleração que um corpo tem num instante específico, portanto a aceleração instantânea de um corpo pode mudar a cada instante. Matematicamente, a aceleração instantânea é definida como o limite da aceleração média conforme o intervalo de tempo se aproxima de zero:

$\displaystyle \vv{a_i}=\lim_{\Delta t\to 0}\vv{a_m}=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta \vv{v_i}}{\ Delta t}=\frac{d\vv{v_i}}{dt}$

➤ Veja: Exercício resolvido sobre aceleração instantânea

Componentes intrínsecos da aceleração

Veremos então quais são as componentes intrínsecas da aceleração e qual a finalidade de cada uma dessas componentes vetoriais.

A aceleração é composta por dois componentes intrínsecos: aceleração tangencial ( _at ) e aceleração normal (a _c ).

Aceleração tangencial (ou aceleração linear) : é a componente da aceleração que modifica o módulo da velocidade. A aceleração tangencial é tangente à trajetória do móvel.
Aceleração centrípeta (ou aceleração normal) : é a componente da aceleração que modifica a direção da velocidade. A aceleração centrípeta é perpendicular à velocidade do corpo em movimento.

➤ Veja: Aceleração tangencial (ou aceleração linear)
➤ Veja: Aceleração centrípeta (ou aceleração normal)

aceleração tangencial e aceleração centrípeta

Assim, a amplitude da aceleração equivale à raiz quadrada da soma dos quadrados de suas componentes intrínsecas:

$|\vv{a}|=\sqrt{a_t^2+a_c^2}$

Por exemplo, um corpo que descreve um movimento circular não uniforme apresenta aceleração tangencial e aceleração centrípeta, uma vez que sua velocidade muda de módulo e de direção.

➤ Veja: O que é movimento circular?

Aceleração e força

Por fim, veremos qual é a relação entre aceleração e força, visto que são dois conceitos físicos matematicamente relacionados.

A força aplicada a um corpo é igual à massa do corpo multiplicada pela aceleração experimentada por esse corpo.

$F=m\cdot a$

Resumindo, força e aceleração têm uma relação diretamente proporcional. Assim, quanto maior for a aceleração de um corpo, maior será a força aplicada sobre ele.

Aceleração (física)