ACELERAÇÃO MÉDIA: COMO É CALCULADA E OS EXERCÍCIOS RESOLVIDOS - FISICA - 2024

A aceleração média em _m é a magnitude que descreve a variação da velocidade de uma partícula ao longo do tempo. É importante, porque mostra as variações que o movimento experimenta.

Para expressar essa magnitude em termos matemáticos, é necessário considerar duas velocidades e dois instantes de tempo, que são respectivamente denotados como v ₁ ev ₂, et ₁ e t ₂.

A aceleração média é um parâmetro cinemático muito importante. Fonte: Pixabay.

Combinando os valores de acordo com a definição oferecida, será obtida a seguinte expressão:

No sistema internacional SI, as unidades para a _m serão m / s ², embora outras unidades envolvendo comprimento por unidade de tempo ao quadrado sirvam.

Por exemplo, existe o km / h que diz "quilômetro por hora e por segundo". Observe que a unidade de tempo aparece duas vezes. Pensar em um móbile se movendo em linha reta significa que, a cada segundo decorrido, o móbile aumenta sua velocidade em 1 km / h. Ou diminui em 1 km / h para cada segundo que passa.

Aceleração, velocidade e velocidade

Embora a aceleração esteja associada a um aumento da velocidade, a verdade é que observando cuidadosamente a definição, verifica-se que qualquer alteração na velocidade implica a existência de uma aceleração.

E a velocidade nem sempre muda necessariamente em magnitude. Pode acontecer que o móbile apenas mude de direção e mantenha sua velocidade constante. Ainda assim, há uma aceleração responsável dessa mudança.

Um exemplo disso é um carro que faz uma curva com velocidade constante de 60 km / h. O veículo está sujeito à aceleração, que é responsável por mudar a direção da velocidade para que o carro siga a curva. O motorista aplica usando o volante.

Essa aceleração é direcionada para o centro do caminho curvo, para evitar que o carro saia dele. Recebe o nome de aceleração radial ou normal. Se a aceleração radial fosse cancelada repentinamente, o carro não poderia mais continuar fazendo a curva e continuaria em linha reta.

Um carro viajando em uma curva é um exemplo de movimento em duas dimensões, ao passo que, quando está viajando em linha reta, seu movimento é unidimensional. Nesse caso, o único efeito que a aceleração tem é alterar a velocidade do carro.

Essa aceleração é chamada de aceleração tangencial. Não é exclusivo do movimento unidimensional. O carro que faz a curva a 60 km / h pode, ao mesmo tempo, acelerar para 70 km / h enquanto o faz. Neste caso, o motorista precisa usar tanto o volante quanto o pedal do acelerador.

Se considerarmos um movimento unidimensional, a aceleração média tem uma interpretação geométrica semelhante à da velocidade média, como a inclinação da reta secante que cruza a curva nos pontos P e Q do gráfico velocidade vs. tempo.

Isso pode ser visto na figura a seguir:

Interpretação geométrica da aceleração média. Fonte: Fonte: す じ に く シ チ ュ ー.

Como a aceleração média é calculada

Vejamos alguns exemplos para calcular a aceleração média em várias situações:

I) Num determinado instante, um móvel em linha reta tem uma velocidade de + 25 km / he 120 segundos depois tem outra de -10 km / h. Qual foi a aceleração média?

Resposta

Como o movimento é unidimensional, a notação vetorial pode ser dispensada, caso em que:

v _o = +25 km / h = +6,94 m / s

v _f = -10 km / h = - 2,78 m / s

Δt = 120 s

Sempre que houver um exercício com magnitudes mistas como este, em que existem horas e segundos, é necessário passar todos os valores para as mesmas unidades.

Por se tratar de um movimento unidimensional, a notação vetorial foi dispensada.

II) Um ciclista viaja para o leste a uma taxa de 2,6 m / se 5 minutos depois vai para o sul a 1,8 m / s. Encontre sua aceleração média.

Resposta

O movimento não é unidimensional, portanto, a notação vetorial é usada. Os vetores unitários i e j indicam as direções juntamente com a seguinte convenção de sinais, facilitando o cálculo:

• Norte: + j
• Sul: - j
• Leste: + i
• Oeste: - eu

v ₂ = - 1,8 j m / s

v ₁ = + 2,6 i m / s

Δt = 5 minutos = 300 segundos

v _f = v ₀ + at = gt (v ₀ = 0)

Onde a = g = 9,8 m / s ²

Exercício resolvido

Um objeto caiu de uma altura suficiente. Encontre a velocidade após 1,25 segundo.

Resposta

v _o = 0, desde que o objeto seja descartado, então:

v _f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, direcionado verticalmente em direção ao solo. (A direção vertical descendente foi considerada positiva).

Conforme o objeto se aproxima do solo, sua velocidade aumenta em 9,8 m / s para cada segundo decorrido. A massa do objeto não está envolvida. Dois objetos diferentes, caídos da mesma altura e ao mesmo tempo, desenvolvem a mesma velocidade ao cair.

Referências

1. Giancoli, D. Physics. Princípios com aplicativos. Sexta Edição. Prentice Hall. 21-35.
2. Resnick, R. (1999). Fisica. Volume 1. Terceira edição em espanhol. México. Compañía Editorial Continental SA de CV 20-34.
3. Serway, R., Jewett, J. (2008). Física para Ciência e Engenharia. Volume 1. 7 ^ma. Edição. México. Editores da Cengage Learning. 21-39.