Aceleração negativa: fórmulas, cálculos e exercícios resolvidos - Ciência - 2023

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o aceleração negativa Surge quando a mudança ou variação da velocidade durante um período de tempo tem 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.

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 veio com certa velocidade v para a frente, isso é positivo. Então a areia desacelera até parar, ou seja, velocidade final zero.

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

a = (0 - v) ÷ Δt

Na equação anterior 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:

Enquanto a aceleração de um corpo em movimento apontar na direção oposta à velocidade, o corpo estará freando ou desacelerando.

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 torna-se 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, a aceleração média para_m entre os momentos t Y t ’ é calculado usando a seguinte fórmula:

A aceleração média fornece informações globais sobre como a velocidade variou 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 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, esse objeto acelerou. Portanto, concluímos:

Enquanto a aceleração de um corpo em movimento apontar em uma direção paralela à velocidade, o corpo estará acelerando.

-Exemplo 3-A projeção vertical

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

v (t) = 5 - 10t

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.

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 sempre existiu. E é sempre direcionado verticalmente para baixo, não importa se o objeto está subindo ou descendo. Naturalmente, ela consegue fazer o celular desacelerar 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 / s², que para fins de cálculo é arredondado para 10 m / s². 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 lance vertical para cima, na ausência de atrito, significa que está passando novamente pelo ponto de partida, 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 prestar atenção se os sinais de velocidade e aceleração são iguais ou não.

Referências

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