Seja quando um foguete decola, ou quando o carro aumenta sua velocidade, a aceleração está presente e entendê-la será um facilitador no aprendizado dos demais conceitos da física, pois esse assunto está presente ao longo de toda a mecânica (área da física que engloba a cinemática e dinâmica).
O que é a aceleração?
Podemos descrever a aceleração como a medida do quanto a velocidade de um corpo muda, em outras palavras, é uma grandeza vetorial que descreve a variação da velocidade de um objeto em relação ao tempo. Sua unidade de medida padrão (definida pelo SI), é “metros por segundo ao quadrado” (
Tipos de aceleração
Há vários tipos de aceleração, mais que os de velocidade, passarei por todos eles, mas explicarei com mais ênfase os quatro primeiros (e principais).
Aceleração média:
É uma medida do quanto, em média, um corpo acelerou em um determinado intervalo de tempo. Ela fornece uma visão geral de como a velocidade de um objeto mudou em um dado período. E a forma de calculá-la é por meio da equação abaixo:
Geralmente é considerado como tempo inicial o instante
Exemplo:
Um piloto de testes, visando verificar a aceleração de seu carro, entre em um trecho com velocidade igual à
Nos foi dado todos os dados necessários, como não foi especificada a unidade de medida, manteremos as unidades padrões. As velocidades final e inicial são
Uma observação interessante é que geralmente essa aceleração é referida nos livros e aulas como “aceleração escalar média”, pois apesar de ela ser uma grandeza vetorial, no cálculo desse tipo específico, nos interessa apenas o módulo da aceleração.
Aceleração instantânea:
Conhecida como “aceleração escalar instantânea”, é a medida de variação da velocidade de um objeto (corpo) em um instante específico, ou seja, num intervalo minúsculo de tempo, como se ele fosse zero. Ela é obtida ao calcular a derivada da velocidade em relação ao tempo, fornecendo uma medida precisa de como a velocidade está mudando naquele exato momento. Traduzindo para o matematiquês, temos:
A nível de ensino médio, quase não estudamos esse tipo de aceleração, pois necessita de conhecimentos de cálculo para se calcular e entender bem a fórmula resolutiva.
Aceleração gravitacional:
É a aceleração que um objeto é submetido ao estar imerso em um campo gravitacional, em outras palavras, é a aceleração causada pela “força da gravidade”. Na superfície da Terra, essa aceleração é aproximadamente
Aceleração centrípeta:
Ela aparece em casos em que um corpo percorre um caminho circular (curva, rotatória etc.), fazendo com que o corpo se mantenha na trajetória. Esta aceleração sempre aponta em direção ao centro do círculo e é dada pela equação:
Aceleração de cargas:
A aceleração de cargas elétricas é um conceito central na física, principalmente no estudo do eletromagnetismo. Quando uma carga elétrica é submetida a um campo elétrico, ela experimenta uma força que pode acelerá-la de acordo com a segunda lei de Newton. Podemos calculá-la com a seguinte equação:
O estudo dessa aceleração é crucial para o funcionamento de dispositivos como tubos de raios catódicos e aceleradores de partículas, onde partículas são aceleradas a altas velocidades para a medição e análise de fenômenos físicos.
Classificação de movimentos baseada na aceleração
A depender do valor da aceleração e até mesmo do seu sinal (positivo ou negativo), podemos caracterizar alguns tipos de movimentos. Saber diferenciá-los pode lhe ajudar a entender com que situação estais trabalhando.
Movimento uniforme:
Quando a aceleração é nula, temos o chamado “movimento uniforme”, onde a velocidade do objeto permanece constante durante todo o movimento. Um carro que mantém sua velocidade durante toda a viagem é um exemplo de MU.
Movimento uniformemente variado:
O movimento uniformemente variado ocorre quando a aceleração é constante, mas não nula. Isso significa que a velocidade do objeto muda de forma igual ao longo do tempo. Imaginemos um carro acelerando com a mesma intensidade, de forma contínua e constante, esse é um exemplo de MUV.
Movimento acelerado:
Classificamos um movimento como acelerado, quando a velocidade do objeto aumenta no decorrer do tempo. Isso significa que a aceleração é positiva. Um foguete decolando é um exemplo de movimento acelerado, onde sua velocidade aumenta rapidamente à medida que ganha altitude.
Movimento retardado:
O movimento retardado, ou desacelerado (contrário ao acelerado), ocorre quando a velocidade de um objeto diminui ao longo do tempo, indicando uma aceleração negativa. Um carro que freia até parar exemplifica bem este tipo de movimento.