A aceleração em dinâmica e cinemática é uma quantidade física que determina a mudança na velocidade de um objeto. No sistema internacional de unidades devemos expressar o valor desta grandeza em metros por segundo ao quadrado (m/s²).
Nos cálculos cinemáticos é importante estabelecer um sistema de referência. A velocidade de uma pessoa andando dentro de um trem não é a mesma para um observador localizado dentro do trem e para um observador localizado na plataforma. O sistema de referência é a posição do observador.
Definição de aceleração em física
A aceleração é definida como a mudança na velocidade de um objeto em um determinado intervalo de tempo.
Pode ser positivo, negativo ou zero, o que significa que um objeto pode estar acelerando (aumentando sua velocidade), desacelerando (diminuindo sua velocidade) ou mantendo uma velocidade constante. A aceleração positiva ocorre quando um objeto se move mais rápido ao longo do tempo, enquanto a aceleração negativa ocorre quando sua velocidade diminui.
Características de aceleração
Abaixo estão alguns dos principais recursos da aceleração:
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Grandeza vetorial: A aceleração é uma grandeza vetorial, o que significa que tem magnitude e direção. Isso implica que ele pode mudar tanto de direção quanto de magnitude, o que se traduz em mudanças na velocidade.
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Unidade de medida: No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de medida da aceleração é o metro por segundo ao quadrado (m/s²). Esta unidade expressa quantos metros por segundo a velocidade de um objeto muda a cada segundo.
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Relação com força: A aceleração está relacionada à força que atua sobre um objeto. De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante aplicada a um objeto é igual ao produto de sua massa e sua aceleração (F = m * a). Quanto maior a força aplicada, maior será a aceleração resultante.
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Causas da aceleração: A aceleração pode ser causada por várias forças e fatores. Algumas das causas comuns de aceleração incluem a aplicação de uma força externa, gravidade, atrito, resistência do ar e outras interações físicas. Dinâmica é o ramo da física responsável por estudar as causas que provocam uma aceleração em um objeto. Em particular, a aceleração desempenha um papel fundamental nas leis de Newton.
Tipos de aceleração
A aceleração pode manifestar-se de várias maneiras, dependendo das condições e do contexto. Abaixo estão alguns dos tipos mais comuns de aceleração:
1. Aceleração linear
A aceleração linear refere-se à mudança na velocidade de um objeto em uma direção específica ao longo de uma linha reta. Pode ser positivo, negativo ou nulo dependendo se a velocidade aumenta, diminui ou permanece constante, respectivamente.
2. Acelerações tangenciais e centrípetas
Quando um objeto se move ao longo de uma trajetória curva, ele experimenta mudanças em sua velocidade na direção tangencial à curva. O vetor aceleração de um corpo pode ter uma direção diferente da velocidade com que ele se move. Este vetor pode ser dividido em duas componentes: a tangencial e a normal.
A aceleração tangencial é uma forma específica de aceleração linear que causa uma mudança na velocidade de um objeto. Este componente tem direção tangencial ao movimento.
Por outro lado, a aceleração normal tem direção perpendicular ao movimento do corpo e aponta para o centro do movimento circular. A componente normal da aceleração é a que provoca a mudança de direção, gerando a curvatura da trajetória.
4. Aceleração angular
A aceleração angular está relacionada à mudança na velocidade angular de um objeto em movimento de rotação.
É medida em radianos por segundo ao quadrado (rad/s²) e pode ser positiva ou negativa, dependendo se a velocidade angular aumenta ou diminui com o tempo.
5. Aceleração gravitacional
A aceleração gravitacional refere-se à aceleração da gravidade na superfície da Terra ou nas proximidades de outros corpos celestes.
Na Terra, essa aceleração é conhecida como aceleração da gravidade e tem valor de aproximadamente 9,81 m/s² e atua para baixo.
6. Aceleração relativa
A aceleração relativa refere-se à aceleração de um objeto em relação a outro objeto em movimento. Pode ocorrer quando dois objetos se movem um em relação ao outro e experimentam acelerações relativas em direções diferentes.
Um exemplo comum de aceleração relativa é a sensação de aceleração que você experimenta ao andar de carro partindo do repouso. Da perspectiva do carro, você está acelerando para trás, enquanto da sua própria perspectiva, você sente que está acelerando para frente.
7. Aceleração de Coriolis
A aceleração de Coriolis é um tipo de aceleração que ocorre em objetos que se movem em um referencial não inercial, como a rotação da Terra.
Essa aceleração é responsável por efeitos como a deflexão dos ventos e das correntes oceânicas, bem como a rotação da Terra em torno de seu eixo.