O que é aceleração e qual é a fórmula?

Quando o ônibus sai do ponto, você sente um empurrão para trás no banco. Quando ele freia, você vai para a frente. Nos dois casos o ônibus tem aceleração: a velocidade dele está mudando. No dia a dia, "acelerar" é ir mais rápido, mas na física é qualquer mudança de velocidade, então frear e fazer uma curva também contam.

A aceleração mede quanto a velocidade muda a cada segundo. A fórmula da aceleração média é:

a = Δv / Δt = (v − v₀) / t

• v₀ é a velocidade inicial em m/s
• v é a velocidade final em m/s
• t (ou Δt) é o intervalo de tempo em segundos (s)
• a é a aceleração em metros por segundo ao quadrado (m/s²)

A unidade m/s² parece estranha, mas é fácil de ler: uma aceleração de 3 m/s² quer dizer que a velocidade aumenta 3 m/s a cada segundo. Um carro que sai do repouso com essa aceleração está a 3 m/s depois de 1 s, a 6 m/s depois de 2 s, a 9 m/s depois de 3 s, e assim por diante. Isolando v, sai a função horária da velocidade: v = v₀ + a · t.

Se a velocidade diminui, v − v₀ é negativo e a aceleração é negativa: o movimento é retardado (desaceleração). Uma bicicleta que vai de 8 m/s a 0 em 4 s tem aceleração de −2 m/s².

A aceleração é um vetor, porque a velocidade tem direção (veja velocidade, distância e tempo). Por isso um carro que faz uma curva com rapidez constante também está acelerando: a direção muda. A parte da aceleração que muda o valor da velocidade é a aceleração tangencial; a que muda a direção é a aceleração centrípeta, que aponta para o centro da curva e vale a_cp = v² / R.

O que causa aceleração? Uma força resultante. A segunda lei de Newton diz F = m · a, então a = F / m: mais força, mais aceleração; mais massa, menos aceleração. Empurrar um carrinho de supermercado vazio é fácil; um cheio acelera bem menos com o mesmo empurrão. Veja mais em forças.

Perto da superfície da Terra, tudo o que cai livremente (sem resistência do ar) acelera cerca de 9,8 m/s². É a aceleração da gravidade, g (nos exercícios, quase sempre arredondada para 10 m/s²). Na Lua ela é de só uns 1,6 m/s². Mais em gravidade.

Quando a aceleração é constante, o movimento é um MUV (movimento uniformemente variado). Além de v = v₀ + a · t, vale a função horária do espaço S = S₀ + v₀ · t + a · t² / 2 e, quando você não sabe o tempo, a equação de Torricelli: v² = v₀² + 2 · a · ΔS. Partindo do repouso, ΔS = a · t² / 2.

Num gráfico velocidade × tempo, a inclinação da reta é a aceleração e a área sob a reta é o deslocamento. Reta inclinada: MUV. Reta horizontal: MU (aceleração zero).

Sem o tempo? Use Torricelli: a = (v² − v₀²) / (2 · ΔS). Com força e massa? Use a = F / m. Para a velocidade final, v = v₀ + a · t; para o tempo, t = (v − v₀) / a.

Qual é a fórmula da aceleração?#

a = Δv / Δt = (v − v₀) / t: velocidade final menos velocidade inicial, dividido pelo tempo. Se você conhece a força e a massa, também pode usar a = F / m.

Qual é a unidade de medida da aceleração?#

Metro por segundo ao quadrado, m/s². Quer dizer "metros por segundo, a cada segundo": uma aceleração de 2 m/s² soma 2 m/s à velocidade a cada segundo.

Como calcular a aceleração média?#

Divida a variação total da velocidade pelo tempo total: a = Δv / Δt. Um carro que vai de 0 a 27,8 m/s (100 km/h) em 5 s tem aceleração média de cerca de 5,6 m/s². A aceleração instantânea é a de um instante específico, medida num intervalo de tempo muito pequeno.

O que é a aceleração da gravidade?#

É a aceleração de um corpo em queda livre: cerca de 9,8 m/s² perto da superfície da Terra, quase sempre arredondada para 10 m/s² nos exercícios. Sem ar, ela é igual para todos os corpos: na Lua, um martelo e uma pena caem juntos.

O que é aceleração centrípeta?#

É a aceleração de tudo o que se move em círculo, apontando para o centro: a_cp = v² / R. Um carro numa curva de raio 50 m a 10 m/s tem aceleração centrípeta de 100 / 50 = 2 m/s².

O que é aceleração tangencial?#

É a parte da aceleração que muda o valor da velocidade, na direção do movimento. Num movimento circular uniforme ela é zero e só existe a centrípeta; se o carro acelera na curva, existem as duas.

Aceleração pode ser negativa?#

Pode. Quer dizer que a velocidade diminui no sentido escolhido como positivo: o corpo está freando (movimento retardado) ou acelerando no sentido contrário.