O que é aceleração
Aceleração é a rapidez com que a velocidade muda. Um carro que sai do semáforo e chega a 36 km/h (10 m/s) em 5 segundos ganhou, em média, 2 m/s de velocidade a cada segundo: sua aceleração foi de 2 m/s². Quando a velocidade diminui, a aceleração é negativa e costuma ser chamada de desaceleração ou retardamento.
É uma grandeza vetorial: tem intensidade, direção e sentido. Nos exercícios de movimento retilíneo do ensino médio, basta acompanhar o sinal (+ ou −) em relação ao sentido escolhido como positivo.
Fórmulas
Aceleração média
a = Δv ÷ Δt = (v − v₀) ÷ Δt
Equação de Torricelli (sem o tempo)
v² = v₀² + 2·a·Δs → a = (v² − v₀²) ÷ (2·Δs)
Função horária do espaço no MUV (sem a velocidade final)
Δs = v₀·t + a·t² ÷ 2 → a = 2·(Δs − v₀·t) ÷ t²
Segunda lei de Newton
a = F ÷ m
- a: aceleração (m/s²)
- v₀ e v: velocidades inicial e final (m/s)
- Δt: intervalo de tempo (s); Δs: deslocamento (m)
- F: força resultante (N); m: massa (kg)
As três primeiras valem para o movimento uniformemente variado (MUV), em que a aceleração é constante. Se ela varia, o resultado é a aceleração média do trecho. Para usar as fórmulas, as unidades precisam estar no SI: velocidades em km/h devem ser divididas por 3,6. A calculadora faz essa conversão automaticamente.
Exemplos
1. De 0 a 100 km/h em 10 segundos
100 km/h ÷ 3,6 = 27,78 m/s. Logo, a = 27,78 ÷ 10 = 2,78 m/s², ou cerca de 0,28 g. Nesse intervalo o carro percorre 2,78 × 10² ÷ 2 ≈ 138,9 m.
2. Frenagem
Um carro a 72 km/h (20 m/s) para totalmente em 4 s: a = (0 − 20) ÷ 4 = −5 m/s².
3. Torricelli
Uma moto passa de 10 m/s para 30 m/s ao longo de 100 m: a = (30² − 10²) ÷ (2 × 100) = 800 ÷ 200 =4 m/s².
4. Pela força
Uma força resultante de 3.000 N empurra um carro de 1.200 kg: a = 3.000 ÷ 1.200 = 2,5 m/s². Para calcular a força a partir da massa e da aceleração, use a calculadora de força.
Aceleração em "g"
É comum comparar acelerações com a da gravidade. O valor padrão de g é 9,80665 m/s² (muitos exercícios arredondam para 9,8 ou 10 m/s²). Um carro de passeio acelera entre 0,2 g e 0,4 g; em uma freada forte chega perto de 1 g; e uma montanha-russa pode passar de 4 g por instantes.
Para calcular a velocidade média de um percurso, use acalculadora de velocidade média.