Aceleração Escalar: principais aspectos para estudo

A aceleração escalar é outro conteúdo muito pertinente nas provas atualmente devido estar relacionada ao nosso cotidiano a todo momento, como por exemplo no caso dos carros que trafegam nas rodovias, os quais não conseguem manter uma velocidade constante por todo o período de tráfego, o que resulta nas acelerações e frenagens. Estas acelerações e frenagens mencionadas são em si a aceleração escalar, respectivamente positiva, aumentando a velocidade do veículo e negativa, reduzindo-a com o passar do tempo.

As acelerações presentes no nosso cotidiano normalmente têm como principais unidades o metros por segundo ao quadrado (m/s²). E ainda pode ser definida como a rapidez com que varia a velocidade de um determinado objeto.

Aceleração Escalar Média

É a variação da velocidade escalar em determinado espaço de tempo.  Esta variação é representada por  no caso da velocidade e  no caso do espaço de tempo.

Aceleração Escalar Instantânea

Mais importante nos cálculos que a aceleração escalar média, a instantânea , que indica a aceleração de um objeto em determinado instante, a qual deve ser feita com espaços de tempo cada vez menores, muito próximos a zero e apresentam unidades iguais a aceleração média, em (m/s). Também definida como a rapidez como um objeto varia sua velocidade em um dado instante.

Movimento Uniformemente Variado (MUV)

Também conhecido como movimento acelerado, consiste em um movimento onde há variação de velocidade, ou seja, o móvel sofre aceleração à medida que o tempo passa. No entanto, se essa variação de velocidade for a mesma com espaços de tempo iguais, então é um Movimento Uniformemente Variado (MUV), também denominado de Movimento Uniformemente Acelerado, com aceleração diferente de zero.

O conceito de aceleração é diferente em parte do significado tido no cotidiano. Na física, acelerar significa basicamente mudar de velocidade. Já no cotidiano, quando se está falando em acelerar, quer dizer o aumento continuo de velocidade.

Aceleração

Para a velocidade, pode-se definir como uma aceleração média, se for considerado a variação de velocidade  em um intervalo de tempo  , dada pela razão:

Velocidade em função do tempo

Contudo, quando este intervalo de tempo for muito reduzido, é melhor usar a fórmula da velocidade em função do tempo, pois assim será de rápida feitura os cálculos.

v v_o

 Posição em função do tempo

O melhor método de demonstrar esta função é por meio do diagrama velocidade pelo tempo no movimento variado. No gráfico, o deslocamento será dado pela área sob a reta da velocidade, ou seja, a área do trapézio.

s  s_{o o}t .at²

Interpretando esta função, pode-se dizer que seu gráfico será uma figura em formato de parábola, que é resultado de uma função do segundo grau matematicamente.

Equação de Torricelli

É evidente que até este ponto da matéria apenas duas equações do movimento variado são conhecida e que nos permitem associar velocidade ou deslocamento em função do tempo gasto. Torna-se pertinente encontrar uma função a qual seja possível ter a velocidade de um móvel sem que o tempo seja uma incógnita que já se tenha conhecimento. Para isso, usa-se as duas funções horárias, as quais já conhecemos:

(1) v v_o

(2) s  s_{o o}t .at²

Para chegar na equação de Torricelli:

1. Isolando-se tem (1):
2. Substituindo t em (2)
3. Reduzindo-se a um denominador comum

v² v_o² 2.a.

Classificação

Existe uma classificação em relação aos movimentos acelerados, dependendo assim de sua trajetória e sentido, o que torna estas interpretações importantes para a resolução do exercício. Desse modo é interessante saber sobre esta classificação:

O móvel movimenta-se com velocidade escalar instantânea, cujo módulo aumenta em função do tempo, então o movimento é denominado acelerado. O móvel movimenta-se com velocidade escalar instantânea cujo módulo diminui em função do tempo, então o movimento é denominado retardado.