ACELERAÇÃO NEGATIVA: FÓRMULAS, CÁLCULOS E EXERCÍCIOS RESOLVIDOS - FISICA - 2024

A aceleração negativa surge quando a mudança ou variação na velocidade durante um período de tempo tem um sinal negativo. Observe o cachorro da imagem se divertindo na praia. A areia retarda seu movimento, o que significa que há uma aceleração oposta à velocidade que ele carrega.

Essa aceleração pode ser considerada negativa, em oposição à velocidade, que é considerada positiva. Embora uma aceleração negativa nem sempre cause uma redução na velocidade.

O cachorro se diverte freando na areia. Uma aceleração de frenagem pode ser considerada uma aceleração negativa. Fonte: Pixabay.

Em um movimento unidimensional, a direção do avanço é geralmente considerada positiva, ou seja, a direção da velocidade. É o que se considerou anteriormente: no cão da figura, a direção positiva é aquela que vai do rabo à cabeça.

Antes de afundar as patas na areia, o cão vinha com certa velocidade v para frente, ou seja, positiva. Então a areia desacelera até parar, ou seja, velocidade final zero.

Suponha que tudo isso ocorra em um período de tempo Δt. A aceleração durante este tempo será calculada assim:

Na equação acima v> 0, Δt> 0 então a <0, que é aceleração negativa (a <0). Como a direção da velocidade no início foi considerada positiva, a aceleração negativa significa que a aceleração está apontando para longe da velocidade. Portanto, conclui-se que:

Portanto, podemos estabelecer que:

• Quando a velocidade e a aceleração têm o mesmo sinal, independentemente de qual sinal, a velocidade aumenta. Nesse caso, a velocidade se torna mais positiva ou mais negativa, dependendo do caso.
• Quando a velocidade e a aceleração têm sinais opostos, a velocidade diminui.

Fórmulas para calcular a aceleração

Independentemente do sinal que possui, a aceleração média a _m entre os instantes t e t 'é calculada pela seguinte fórmula:

A aceleração média fornece informações globais sobre como a velocidade mudou no intervalo de tempo considerado. Por sua vez, a aceleração instantânea oferece o detalhe de como a velocidade muda a cada momento. Portanto, para um dado instante t, a aceleração é calculada pela seguinte fórmula:

-Exemplo 1

No instante inicial t = 0,2 s, um objeto tem uma velocidade de 3 m / s. Posteriormente, no instante t '= 0,4 s, ele tem uma velocidade de 1 m / s. Calcule a aceleração média entre os tempos t e t 'e interprete o resultado.

Resposta

-Exemplo 2

No instante inicial t = 0,6 s, um objeto tem velocidade -1 m / s. Posteriormente, no instante t '= 0,8 s, ele tem uma velocidade de -3 m / s. Calcule a aceleração média entre os tempos t e t '. Interprete o resultado.

Resposta

Concluindo, ao final do intervalo de tempo a velocidade tornou-se ainda mais negativa (-3m / s).

Isso significa que o celular diminui seu movimento? Não. O sinal negativo na velocidade significa apenas que ele está indo para trás e mais rápido, já que ir a -3 m / s é mais rápido do que a -1m / s, a velocidade que estava no início.

A velocidade, que é o módulo da velocidade, aumentou apesar de ter aceleração negativa. Quer dizer, este objeto acelerou. Portanto, concluímos:

-Exemplo 3-O lance vertical para cima

Considere o seguinte exemplo: um objeto tem velocidade instantânea dada pela seguinte expressão, com todas as unidades do Sistema Internacional:

Encontre a velocidade e aceleração para os tempos 0s, 0,5s e 1,0s. Em cada caso, indique se o objeto está acelerando ou desacelerando.

Resposta

A velocidade em cada um dos instantes indicados é encontrada substituindo t diretamente na equação. A aceleração é encontrada derivando a expressão dada em função do tempo e então avaliando o resultado em cada um dos tempos dados.

Os resultados são os seguintes:

A aceleração é constante e negativa para todos os movimentos. Agora é possível descrever o que aconteceu com o celular enquanto ele se move.

No tempo t = 0 s, o celular estava desacelerando. Isso ocorre imediatamente, pois a velocidade é positiva e a aceleração é negativa.

No instante t = 0,5 s o móvel parou, pelo menos momentaneamente estava em repouso. Não é impossível para um celular parar mesmo quando é acelerado. O exemplo mais palpável é o lance vertical para cima.

Os graduados inclinam-se verticalmente em direção aos seus bonés. Fonte: Pexels.

Quando um móbile é projetado verticalmente para cima, ele atinge a altura máxima. Se a direção positiva for escolhida nesse sentido, que é o que quase sempre se faz, durante o tempo que leva para chegar a esse ponto máximo, o móbile terá velocidade positiva.

Mas a gravidade esteve presente o tempo todo. E é sempre direcionado verticalmente para baixo, não importa se o objeto está subindo ou descendo. Naturalmente, ela consegue fazer o celular diminuir gradualmente até parar por um instante.

O celular imediatamente reverte sua velocidade e retorna ao solo. Neste caso, a velocidade é negativa porque também aponta para o solo. Portanto, a gravidade faz com que a velocidade aumente cada vez mais.

O valor da aceleração da gravidade foi estimado em 9,8 m / s ², que para efeito de cálculo é arredondado para 10 m / s ². O objeto no exemplo pode muito bem ter sido lançado para cima com uma velocidade inicial de 5 m / s.

Finalmente, em t = 1,0 s, a velocidade do móvel é negativa. Se for um lançamento vertical para cima, na ausência de atrito, significa que está passando pelo ponto de partida novamente, mas desta vez está indo para baixo, em vez de para cima.

Em conclusão, uma aceleração negativa não significa necessariamente que o celular está desacelerando. Pelo contrário, o celular poderia ficar cada vez mais rápido. É uma questão de prestar atenção se os sinais de velocidade e aceleração são iguais ou não.

Referências

1. Walker, J. 2010. Physics. Quarta edição. Addison Wesley. 26-30.