Insights da Física: Aceleração escalar Média

É a taxa de variação da velocidade em um dado intervalo de tempo. Quanto mais rápido varia a velocidade de um corpo maior será a sua aceleração. Por exemplo: Um carro que varia sua velocidade de 0 km/h à 100 km/h em 10 s possui uma aceleração maior que um carro que varia sua velocidade de 0 km/h à 100 km/h em 15 s.

Aceleração instantânea

A aceleração instantânea é a aceleração medida no instante em que está sendo realizada a medida. Por exemplo, imagine você em um carro em movimento e nesse instante você olha para o aplicativo do seu celular que marca a aceleração de qualquer corpo, neste momento você estará vendo a aceleração instantânea. Isto pode ser verificado nos vídeos abaixo:

Aceleração média

A aceleração média é a taxa de variação da velocidade pelo intervalo de tempo. Em outras palavras a aceleração é a razão entre a variação da velocidade e o intervalo de tempo. A aceleração média também pode ser definida como a média entre todas as acelerações de um corpo ao longo de um trajeto e o seu respectivo intervalo de tempo. Para entendermos esse conceito, vamos ilustra-lo com base em um exemplo:

Imagine que você acabou de comprar um carro, e decide fazer um teste de aceleração com seu novo veículo. Para fazer isso, você usa um aplicativo que indica a aceleração média. Ao final do teste você verifica que aceleração média adquirida de 0 à 100 km/h foi de 20km/h/s.

A aceleração média que foi desenvolvida a longo do trajeto, de 20 km/h/s, não significa que o trajeto foi realizado o tempo todo com a mesma aceleração. Pois, em alguns momentos ele pode ter tido uma aceleração maior que 20 km/h/s, em outros momentos com uma aceleração menor que 20 km/h/s, mas que ao final do percurso a aceleração média desenvolvida resultou em 20 km/h/s.

Para calcularmos a aceleração média de um corpo, iremos dividir a variação da velocidade (∆v) pelo intervalo de tempo (∆t), como é verificado na fórmula abaixo:

Em algumas situações pode ser solicitado a variação da velocidade ou o intervalo de tempo, por isso sugere-se lembrar do triângulo vi(∆v) - a(am) - tempo (∆t):

Para compreender um pouco melhor as relações acima, sugere-se assistir ao vídeo abaixo:

A aceleração geralmente é medida em metros por segundo ao quadrado (m/s²), para que se chegue a esta unidade é imprescindível que a variação de velocidade esteja em metros por segundo (m/s) e o tempo em segundos (s). Uma unidade usual para a aceleração é o quilômetros por hora por segundo (km/h/s), para que se obtenha esta unidade a variação da velocidade deve estar em km/h e a variação do tempo em segundos (s).

Relembrando a conversão de unidades:

Para convertermos de m/s para km/h MULTIPLICAMOS por 3,6.
Para convertermos de km/h para m/s DIVIDIMOS por 3,6.

Classificação dos movimentos

Acelerado: é aquele movimento em que a aceleração e a velocidade possuem o mesmo sinal. Por exemplo: a = - 2m/s² e v = -10 m/s²

Desacelerado/Retardado: é aquele movimento em que a aceleração e a velocidade possuem sinais diferentes. Por exemplo: a = + 4 m/s² e v = -12 m/s²

Exemplos

01- Um veículo partindo do repouso atinge a velocidade de 30 m/s em 10s. Qual é a aceleração escalar média, em m/s², do veículo?

02- Um ônibus, com velocidade de 20 m/s reduz sua velocidade para 10 m/s em 5s. Qual é a aceleração escalar média, em m/s², do ônibus?

03- Uma moto inicialmente a 90 km/h reduz a sua velocidade, até parar, fazendo isso em 10s. Qual é a aceleração escalar média, em km/h/s e em m/s², da moto?