Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

Fórmula da aceleração: o que é?

Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

Na Física, a aceleração é a grandeza vetorial que mede a taxa de variação da velocidade. Ou seja, quando a velocidade não é constante (nesse caso a aceleração é zero) temos uma variação dessa velocidade ao longo do tempo.

A dimensão da aceleração é dada em unidade de comprimento/tempo², ou velocidade/tempo. No Sistema Internacional, sua unidade é metros por segundo ao quadrado.

Em geral, a aceleração é dada por uma derivada (taxa de variação no cálculo diferencial). Nesse caso, sua fórmula é:

  • a = dv/dt.

Porém, essa equação não é útil para o Ensino Médio, no qual não se aprende os fundamentos do cálculo diferencial. Por isso estudamos a aceleração apenas em algumas situações específicas, como veremos a seguir.

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Fórmula da aceleração média

Considerando a aceleração média, temos apenas que ver a variação real. Veja:

am = (vf – vi)/ (tf – ti) = Δv/Δt, onde:

  • am = aceleração média;
  • vf = velocidade final;
  • vi = velocidade inicial;
  • tf = tempo final;
  • ti = tempo inicial.

Fórmula da aceleração constante

Se a aceleração for constante, quer dizer então que a velocidade variou de forma uniforme, ou seja, temos uma situação de movimento uniformemente variado.

Nesse caso, temos:

  • a = am = (vf – vi)/ (tf – ti) = Δv/Δt

Para ti = 0 temos:

  • vf = vi + a*tf

Assim, podemos calcular a velocidade em um certo tempo a partir da velocidade inicial do objeto.

Fórmula da aceleração escalar

A aceleração escalar é a aceleração descrita apenas pelo módulo, sem direção ou sentido. Se considera que o objeto está se movendo em linha reta.

Fórmula da aceleração centrípeta

A aceleração centrípeta é originada pela variação de direção do vetor velocidade. Um objeto em movimento circular uniforme descreve o movimento de uma circunferência em velocidade escalar constante em torno de um ponto de origem.

O vetor da aceleração é sempre perpendicular à velocidade e aponta para o centro da circunferência.

Para calcular a aceleração centrípeta temos que ter a velocidade v, o raio r da trajetória e o versor normal rn.

  • ac = – (v²/r)*rn

Fórmula da aceleração da gravidade

A aceleração da gravidade descreve a intensidade do campo gravitacional sobre uma certa superfície de um corpo massivo. Na superfície da Terra, por exemplo, temos o valor aproximado de 9,80665 m/s².

Pela Teoria de Newton, temos que a força de atração entre a Terra e qualquer corpo em sua superfície é dada por:

F = G*m*M/R², onde:

  • F = força gravitacional entre dois objetos;
  • m = massa do objeto 1;
  • M = massa do objeto 2;
  • R = distância entre os centros de massa dos objetos;
  • G = constante universal da gravitação, aproximadamente 6,67 x 10^-11 m³/(kg*s²).

Daí temos a aceleração da gravidade na superfície de qualquer planeta:

A = G*m/r², onde:

  • A = aceleração da gravidade;
  • m = massa do planeta ou astro;
  • r = distância do centro do objeto;
  • G = constante universal da gravitação, aproximadamente 6,67 x 10^-11 m³/(kg*s²).

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A aceleração média é a taxa de mudança da velocidade em um determinado intervalo de tempo. Por isso, sua unidade de medida é o m/s². Dessa maneira, nesse post você vai ver a definição desse conceito físico, como calcular, um mapa mental, diferenças para aceleração instantânea e muito mais. Confira!

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O que é a aceleração média

Por definição, a aceleração escalar média é uma grandeza física que mede a variação da velocidade em um intervalo de tempo. Dessa forma, a unidade de medida dessa grandeza física no Sistema Internacional de Unidades (S.I), é o metro por segundo ao quadrado. Ou seja, m/s².

Relacionadas

Note que há o termo “escalar” no nome desse conceito físico. Isso acontece porque essa grandeza é definida apenas pela sua magnitude. Dessa forma, não é necessário especificar a direção e o sentido da aceleração. Por sua vez, o termo “média” diz respeito ao fato de que a aceleração calculada não é, necessariamente, a aceleração instantânea do movimento.

Como calcular a aceleração média

O cálculo dessa grandeza física dependerá da variação da velocidade e de um intervalo de tempo. Matematicamente, ela é da seguinte forma:

Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

Em que:

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  • a: aceleração média (m/s²)
  • Δv: variação da velocidade (m/s)
  • Δt: intervalo de tempo(s)

Note que a variação da velocidade é dada pela diferença entre a velocidade final e a velocidade inicial do movimento. Além disso, a unidade de medida m/s² significa que o corpo varia a sua velocidade em intervalo de tempo. Por exemplo, uma aceleração de 1 m/s², significa que o corpo varia a sua velocidade em 1 m/s a cada segundo.

Aceleração média X aceleração instantânea

A aceleração média não significa, necessariamente, que ela é igual para todo o movimento. Ou seja, é apenas um valor médio para todo o intervalo de tempo considerado. Caso a aceleração do corpo varie, a cada instante do movimento, haverá uma aceleração. Isto é, a aceleração instantânea. Contudo, em um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) a aceleração é constante, ou seja, é a mesma para todo o movimento.

Mapa mental

Para compreender melhor todos os conceitos acerca da aceleração média, que tal ver um mapa mental? Por isso, confira o resumo esquemático que foi feito para facilitar seus estudos. Confira!

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Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

Com esse mapa mental fica fácil compreender um resumo sobre esse conceito físico. Ele pode ser usado como revisão para uma prova ou para relembrar pontos específicos do conceito de aceleração.

Vídeos sobre aceleração média

Além de um mapa mental, é importante assistir vídeos para fixar melhor o conhecimento. Por isso, veja os vídeos selecionados e compreenda ainda mais sobre esse conceito importante da cinemática. Confira.

Aceleração escalar média

O professor Marcelo Boaro explica o conceito de aceleração escalar média. Para isso, o docente diferencia esse conceito da definição da aceleração instantânea. Além disso, Boaro também analisa os tipos de movimento a partir do sinal da aceleração. Ao fim da aula, o professor resolve um exercício de aplicação.

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Fórmulas do movimento uniformemente variado

O movimento uniformemente variado, ou MUV, é aquele no qual há uma aceleração constante. Esse tipo de movimento é estudado em vários tópicos da cinemática e da dinâmica. Por isso, o professor Davi Oliveira, do canal Física 2.0, apresenta as fórmulas para esse conteúdo de Física. Confira!

Gráficos do MUV

Para compreender melhor os conceitos de aceleração, é importante conhecer seus gráficos. Eles são obtidos por meio das funções horárias do movimento uniformemente variado, o MUV. Em todos os casos apresentados no vídeo do professor Marcelo Boaro, pode-se assumir que a aceleração média é válida para todo o movimento.

Os conceitos básicos de Física são importantes para melhorar a compreensão de conteúdos mais avançados. Por isso, a aceleração é crucial para a compreensão de outros tópicos. Por exemplo, ela é um fator importante para a total compreensão das leis de Newton.

Referências

Física I: Mecânica (2016) – Hugh D. Young et al.
Física: Volume 1 (2008) – David Halliday et al.
Curso de Física Básica: Volume 1 (2014) – Herch Moysés Nussenzveig.

Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Aceleração Média. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/aceleracao-media. Acesso em: 29 de October de 2022.

Exercícios resolvidos

1. [UFRGS]

Trens MAGLEV, que têm como princípio de funcionamento a suspensão eletromagnética, entrarão em operação comercial no Japão nos próximos anos. Eles podem atingir velocidades superiores a 550 km/h. Considere que um trem, partindo do repouso e movendo-se sobre um trilho retilíneo, é uniformemente acelerado durante 2,5 minutos até atingir 540 km/h.

Nessas condições, a aceleração do trem, em m/s², é:

a) 0,1.

b) 1.

c) 60.

d) 150.

e) 216.

Alternativa correta: B
A velocidade deve ser utilizada em m/s, para isso, deve-se dividir 540 km/h pelo fator 3,6, o que resultará em uma velocidade de 150 m/s. O tempo a ser considerado deve estar em segundos, assim, sabendo que cada minuto possui 60 s, 2,5 min correspondem a 150 s.

Portanto, a aceleração do MAGLEV, partindo do repouso, será:

1 m/s²

2. [IFSP]

Um dos carros mais rápidos do mundo é o Bugatti Veyron, que alcança a velocidade máxima de aproximadamente 410 km/h, conseguindo chegar de zero a 99 km/h em aproximadamente 2,5 s. Nesse intervalo de tempo, podemos concluir que a aceleração escalar média do carro é, em m/s², aproximadamente de:

a) 9.

b) 11.

c) 13.

d) 15.

e) 17.

Alternativa correta: B

A velocidade deve ser utilizada em m/s, para isso, deve-se dividir 99 km/h pelo fator 3,6, o que resultará em uma velocidade de 27,5 m/s.

Assim, a aceleração do Bugatti Veyron, a partir do repouso, será:

11 m/s²

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Quando a aceleração é constante a aceleração média é aceleração instantânea são diferentes?

A aceleração escalar média é calculada ao longo de um determinado intervalo de tempo, enquanto a aceleração instantânea é computada a cada instante de tempo! Se a aceleração for igual durante todos os instantes do movimento, aceleração média e aceleração instantânea coincidirão!

Qual é a diferença entre a velocidade média é a velocidade instantânea?

A velocidade média é dada pela divisão do deslocamento de um corpo em determinado intervalo de tempo. Diferentemente da velocidade instantânea, que apenas nos mostra a velocidade do corpo num exato ponto, a velocidade média desconsidera a aceleração durante o percurso.

Quando a velocidade é constante a velocidade média é a velocidade instantânea são iguais?

A velocidade média é igual à velocidade instantânea, ou seja, ambas são a razão entre a distância percorrida e um intervalo de tempo. A velocidade média é a distância percorrida num intervalo de tempo e é uma aproximação da velocidade instantânea, enquanto a velocidade instantânea é a velocidade correta.

Quando é que a aceleração é constante?

A aceleração constante é quando a taxa na qual a velocidade ou velocidade de um corpo está mudando – quanto está aumentando ou diminuindo a velocidade – permanece a mesma durante um determinado período de tempo.