O que é aceleração?

Velocidade descreve como a posição muda; aceleração descreve como a velocidade muda. Duas camadas de mudança!

(Texto adaptado do artigo "O que é aceleração" contido em Khan Academy)

O que a aceleração significa?

Aquela sensação que você tem pisa forte no acelerador (ou no freio) de um carro, ou quando faz uma curva em alta velocidade, é resultado de situações nas quais você está acelerando.

Aceleração é o nome dado a qualquer processo no qual a velocidade varia.

Assista ao vídeo abaixo:

Se você não está variando sua velocidade escalar nem a sua direção, então você simplesmente não pode estar acelerando, não importa o quão rápido você esteja. Então, um jato se movendo a uma velocidade vetorial constante de 1300 quilômetros por hora em linha reta tem aceleração igual a zero, mesmo que ele esteja se movendo realmente rápido, porque a velocidade vetorial não está variando. Quando o jato aterrissa e rapidamente para ele tem aceleração, porque está diminuindo sua velocidade.

Ou você pode pensar sobre isso dessa forma. Em um carro, você poderia acelerar pisando no acelerador ou nos freios, qualquer uma das duas opções causaria uma variação na velocidade. Mas você também poderia usar o volante para virar, o que alteraria a sua direção de movimento. Qualquer uma dessas situações seria considerada uma aceleração, já que elas alteram a velocidade vetorial.

Qual é a fórmula da aceleração?

Para ser específico, a aceleração é definida como a taxa de variação da velocidade vetorial.

A equação acima diz que a aceleração é igual à variação da velocidade dividida pelo tempo gasto para ocorrer essa variação.

A unidade de medida da aceleração é o m/s^2 (metro por segundo ao quadrado).

Exemplos resolvidos envolvendo aceleração

Exemplo 1:

Um tubarão tigre neurótico parte do repouso e acelera uniformemente até atingir 12 metros por segundo, em um tempo de 3 segundos.

Qual foi a aceleração média do tubarão tigre?

Resolução

Comece pela definição de aceleração.

a = dv/dt = variação da velocidade/tempo

Se o tubarão partiu do repouso (v = 0) e chegou a uma velocidade de v = 12 m/s, então sua variação de velocidade foi 12 m/s. Essa é a dv.

dv = 12 m/s.

Ele levou 3 segundo para variar essa velocidade, portanto a dt = 3 s.

Sendo assim, a aceleração é: a = dv/dt = 12 / 3 = 4 m/s^2.

A aceleração deste tubarão foi de 4 m/s^2 (quatro metros por segundo ao quadrado)

Exemplo 2:

Uma águia-de-cabeça-branca está voando para a esquerda com uma velocidade escalar de 34 metros por segundo, quando uma rajada de vento sopra contra a águia fazendo-a reduzir sua velocidade para 10 m/s.

Qual foi a aceleração da águia depois que o vento tiver soprado por 3 segundos?

Resolução

Antes de começar a resolver, você pode estar se perguntando: ora, se a velocidade diminuiu, posso dizer que houve aceleração?

Sim! A aceleração é qualquer variação de velocidade, pra mais rápido ou pra mais lento.

Quando a velocidade varia para mais lento dizemos que a aceleração foi negativa.

Comece pela definição de aceleração.

a = dv/dt

dv = variação de velocidade. Se a velocidade da águia era 34 m/s e diminuiu para 10 m/s, então sua velocidade diminuiu 24 m/s. Portanto dv = -24 m/s.

Para acontecer essa variação o vento soprou por 3 s. Portanto dt = 3s.

Logo: a = dv/dt = -24/3 = - 8 m/s^2.

a = - 8 m/s^2.

A aceleração neste caso é negativa pois houve diminuição da velocidade.

EXEMPLO 3

Um determinado carro consegue partir do repouso e atingir a velocidade de 100 Km/h em um tempo de 8 segundos. Qual a aceleração deste carro?

Resolução:

a = dv/dt.

Atenção, neste caso a velocidade está em Km/h (quilômetros por hora) e não em m/s (metros por segundo) portanto você deverá converter esse valor.

dv = variação de velocidade. Se o carro foi do repouso ( v = 0 km/h) e chegou em 100 km/h, então sua velocidade variou 100 Km/h. Portanto dv = 100 Km/h.

Para converter km/h para m/s basta dividir o valor por 3,6

Então dv = 100 km/h = 100/3,6 m/s = 27,7777 m/s. Aproximadamente 28 m/s. Vamos usar esse valor para facilitar os cálculos.

O tempo gasto para isso foi de 8 s. Portanto dt = 8 s.

Usando a definição de aceleração:

a = dv/dt = 28/8 = 3,5 m/s^2.

A aceleração deste carro é de 3,5 metros por segundo ao quadrado.

AGORA É COM VOCÊ!

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REFERÊNCIAS:

https://pt.khanacademy.org/science/physics/one-dimensional-motion/acceleration-tutorial/a/acceleration-article