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Aceleração

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Mecânica Clássica

Newton - Principia (1687), title, p. 5, color.jpg

Movimento · Energia · Força

Cinemática
Deslocamento · Velocidade · Aceleração · Movimento retilíneo · Movimento parabólico · Queda livre

Dinâmica
Força · Inércia · Leis de Newton · Primeira Lei de Newton · Segunda Lei de Newton · Terceira Lei de Newton

Trabalho e energia mecânica
Energia cinética · Energia potencial · Trabalho · Conservação da energia

Sistema de partículas
Centro de massa · Corpos rígidos · Momento linear · Conservação do momento linear

Colisões
Impulso · Colisão elástica · Colisão inelástica

Movimento rotacional
Posição angular · Deslocamento angular · Velocidade angular · Aceleração angular · Momento de inércia · Torque · Momento angular

Gravitação
Lei da gravitação universal · Princípio da superposição · Constante gravitacional · Velocidade de escape · Leis de Kepler · Princípio da equivalência

Cientistas
Clairaut · d’Alembert · Euler · Galileu · Hamilton · Horrocks · Kepler · Lagrange · Laplace · Newton · Einstein · Siméon-Denis Poisson

A aceleração é a taxa temporal de variação da velocidade, ou seja, é a rapidez com a qual a velocidade de um corpo varia. Como a própria velocidade é uma rapidez, poder-se-ia entender a aceleração como a velocidade da velocidade. Num gráfico v X t, seu módulo é dado pelo coeficiente angular da reta tangente ao ponto correspondente.

Em Física, a aceleração (símbolo: a) é a taxa de variação (ou derivada em função do tempo) da velocidade. Ela é uma grandeza vetorial de dimensão comprimento/tempo² ou velocidade/tempo. Em unidades do Sistema Internacional, é quantificada em metro por segundo ao quadrado (m/s²). No CGS, é quantificada em Gal, sendo que um Gal equivale a um centímetro por segundo ao quadrado (cm/s²). Desaceleração é a aceleração que diminui o valor absoluto da velocidade. Para isso, a aceleração precisa ter componente negativa na direção da velocidade. Isto não significa que a aceleração é negativa. Assim a aceleração é a rapidez com a qual a velocidade de um corpo varia. Desta forma o único movimento que não possui aceleração é o MRU - movimento retilíneo uniforme.

Acelerar um corpo é variar sua velocidade em um período de tempo:

$\mathbf{a} = {d\mathbf{v}\over dt},$

em que:

a é o vetor aceleração;
v é o vetor velocidade;
t é o tempo.

A aceleração média é dada por:

$\mathbf{\bar{a}} = {\mathbf{v}_f - \mathbf{v}_i \over t_f - t_i} = {\Delta \mathbf{v} \over \Delta t},$

em que:

$\mathbf{\bar{a}}$ é a aceleração média;
$\mathbf{v}_i$ é a velocidade inicial;
$\mathbf{v}_f$ é a velocidade final;
$\mathbf{t}_i$ é o tempo inicial;
$\mathbf{t}_f$ é o tempo final.

A aceleração transversal (perpendicular à velocidade) causa mudança na direção. Se esta for constante em intensidade e sua direção permanecer ortogonal à velocidade, temos um movimento circular. Para esta aceleração centrípeta temos

$\mathbf{a} = - \frac{v^2}{r} \frac{\mathbf{r}}{r} = - \omega^2 \mathbf{r}$

Um valor de uso comum para a aceleração é g, a aceleração causada pela gravidade da Terra ao nível do mar a 45° de latitude, cerca de 9,81 m/s²

Na mecânica clássica, a aceleração $\mathbf{a}$ está relacionada com a força $\mathbf{F}$ e a massa $\mathbf{m}$ (assumida ser constante) por meio da segunda lei de Newton:

$F = m \cdot a$

Como resultado de sua invariância sob transformações galileanas, a aceleração é uma quantidade absoluta na mecânica clássica.

Depois de definir sua teoria da relatividade especial, Albert Einstein enunciou que forças sentidas por objetos sob aceleração constante são indistinguíveis da que estão em campo gravitacional, e assim se define a relatividade geral (que também explica como os efeitos da gravidade podem limitar a velocidade da luz, mas isso é outra história).

O ponto-chave da relatividade geral é que ele responde a: "por que somente um objeto se sente acelerado?", um problema que tem flagelado filósofos e cientistas desde o tempo de Newton (e fez Newton endossar o conceito de espaço absoluto). Por exemplo, se você pegar seu carro e acelerar se afastando de seu amigo, você poderia dizer (dado seu referencial) que é seu amigo que está acelerando se afastando de você, enquanto somente você sente qualquer força. Essa é a base do popular paradoxo dos gêmeos que pergunta por que somente um gêmeo envelhece quando se afasta movendo-se próximo da velocidade da luz e então retornando, pois o gêmeo mais velho pode dizer que o outro é que estava se movendo.

Na relatividade especial, somente referenciais inerciais (referenciais não-acelerados) podem ser usados e são equivalentes; a relatividade geral considera todos os referenciais, inclusive os acelerados, como equivalentes.

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