Aceleração (escalar) média

Aceleração (escalar) média

 

Conceito de aceleração (escalar) média:

 

Examine o deslocamento do móvel (tubarão) da​​ figura abaixo​​ e observe que, entre t​​ =​​ 0 e t​​ =​​ 0,5​​ s sua velocidade aumentou​​ de 10​​ m/s em 0,5s​​ e ele realizou um movimento acelerado.

Entre 0,5​​ s e 1,0​​ ele manteve sua velocidade constante, realizando um movimento uniforme, não possuindo, portanto, aceleração.

Entre 1,0​​ s e 1,5​​ s,​​ módulo da velocidade diminuiu de 10m/s em 0,5s, e ele realizou​​ um​​ 

movimento retardado.

Assim,​​ a​​ aceleração escalar média de um móvel significa de quanto​​ sua velocidade varia na unidade de tempo. 

Então, se um móvel tem aceleração escalar média de 2​​  significa que sua​​ velocidade varia​​ de 2​​ 

Significado de aceleração instantânea  enquanto a aceleração média é calculada em certo intervalo de tempo, a aceleração instantânea é​​ calculada no instante,​​ sendo a​​ medida da variação de velocidade num​​ intervalo de tempo muito pequeno, tendendo a zero.

 

Classificando os movimentos em progressivo ou retrógrado, acelerado ou retardado

 

Movimento progressivo e movimento retrógrado

Movimento progressivo  velocidade positiva e o deslocamento​​ é no sentido dos marcos crescentes.

Movimento retrógrado  velocidade negativa e o deslocamento​​ é no sentido dos marcos decrescentes.

Movimento acelerado e movimento retardado

Para um movimento acelerado existem duas possibilidades:

 

Primeira possibilidade: movimento progressivo com a velocidade aumentando em intensidade

(módulo). 

Segunda possibilidade: movimento retrógrado com a velocidade aumentando​​ em intensidade

(módulo).

Conclusão:

 

Para um movimento retardado existem duas possibilidades:

 

Primeira possibilidade: movimento progressivo com a velocidade diminuindo em intensidade

(módulo)

 

Segunda possibilidade: movimento retrógrado com a velocidade diminuindo em intensidade

(módulo).

Conclusão:

​​ Toda informação acima​​ sobre​​ movimento acelerado e retardado, progressivo e retrógrado​​ pode ser​​ resumido nos dois esquemas abaixo:

 

O que você deve saber, informações úteis e dicas

 

 

​​ Classificação dos movimentos​​ (muito importante, resumo de toda teoria acima)

 

 

​​ Quanto​​ mais inclinada reta representativa da velocidade​​ maior será a aceleração, pois​​ sendo

 

​​ Análise do gráfico V​​ x​​ t:​​ (leia com atenção as informações abaixo)

 Se​​ aceleração​​ a​​ é constante e seu gráfico é uma reta paralela ao eixo t (I) e, nesse gráfico, entre

 

​​ Em​​ todo gráfico Vxt​​ quando for​​ pedida a aceleração escalar média​​ você utiliza a expressão​​ 

a =​​ Vf - Vitf - ti​​ utilizando apenas o intervalo de tempo pedido.

Exemplo:​​ No gráfico Vxt abaixo calcule o valor da aceleração média entre os instantes:

 

Exercícios com resolução comentada sobre aceleração escalar

 

01-​​ (IFMT – MT)

Ao entrar no perímetro urbano​​ de uma cidade, um viajante com​​ velocidade constante de 72 km/h,​​ em uma via retilínea, avista uma​​ placa de sinalização com limite de​​ velocidade de 40 km/h, e

logo aplica uma​​ frenagem em seu carro que, após 4 s, atinge a velocidade de 36 km/h,​​ atendendo ao limite estabelecido.

Se​​ desprezarmos o atrito​​ com o ar e considerarmos apenas o sistema veículo-estrada,​​ qual o módulo da aceleração aplicada pelo motorista nessa frenagem?

Resolução:

R- C

 

02-​​ (Unirio) 

​​ 

Caçador nato, o guepardo​​ é uma espécie de mamífero que reforça a tese de que os animais predadores estão entre os​​ bichos mais velozes da natureza.

Afinal, a​​ velocidade é essencial​​ para os que caçam outras espécies em busca de alimentação.​​ 

O guepardo​​ é capaz de,​​ saindo do repouso​​ e​​ correndo em linha reta,​​ chegar à​​ velocidade de 72km/h em apenas 2,0 segundos.​​ 

Determine a aceleração escalar média​​ deste mamífero.

Resolução:

Vo​​ = 0​​ (sai do repouso)​​ quando to​​ = 0

V​​ = 72 km/h÷3,6​​ = 20 m/s quando t = 2 s

am​​ =​​ V-Vot-to​​ =​​ 20-02-0​​ =​​ =​​ 202 ​​​​ ​​ am​​ = 10,0 m/s2

 

03-​​ (FMTM-MG) 

Um​​ cientista,​​ estudando a​​ aceleração média​​ de​​ três diferentes carros, obteve os​​ seguintes resultados:

O​​ carro I​​ variou sua velocidade de​​ v para 2v​​ em um​​ intervalo de tempo igual a t;

O​​ carro II​​ variou sua velocidade de​​ v para 3v​​ em um​​ intervalo de tempo igual a 2t;

O​​ carro III​​ variou sua velocidade de​​ v para 5v​​ em um​​ intervalo de tempo igual a 5t.

Resolução:

R- D

 

04-​​ (FGV-SP) 

Um​​ trem​​ desloca-se com​​ velocidade de 72 km/h,​​ quando o maquinista​​ vê um obstáculo à sua frente.

 Aciona os freios e para em 4s.​​ 

A​​ aceleração média imprimida ao trem pelos freios, foi em módulo,​​ igual a:

Resolução:

R- C

 

05-​​ (PUC-RJ)

 

06-​​ (UFB) 

O​​ gráfico abaixo​​ mostra a​​ variação de velocidade de um móvel em função do tempo.

Determine​​ a​​ aceleração escalar média​​ entre​​ 3​​ s e 9​​ s​​ e​​ entre 0 e 12​​ s

Resolução:

 

07-​​ (PUC-RS) 

Uma​​ jogadora de tênis​​ recebe uma bola com​​ velocidade de 20,0​​ m/s​​ e a​​ rebate na mesma direção e em sentido contrário com​​ velocidade de 30,0​​ m/s.

 Se a​​ bola​​ permanecer 0,100​​ s em contato com a raquete,​​ o​​ módulo da sua aceleração média​​ será de

Resolução:

R- D

 

08-​​ (ENEM​​ - MEC) 

Em uma​​ prova de 100 m rasos,​​ o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo​​ gráfico a seguir:

Em que intervalo de tempo​​ o corredor apresenta​​ ACELERAÇÃO máxima?

a)​​ Entre 0 e 1 segundo.              

b)​​ Entre 1 e 5 segundos.              

c)​​ Entre 5 e 8 segundos.               

d)​​ Entre 8 e 11 segundos.

e)​​ Entre 9 e 15 segundos.

Resolução:

Quanto​​ mais inclinada reta representativa​​ da velocidade maior será a aceleração​​ (veja gráfico). ​​ 

R- A

 

09-​​ (UFB) 

O gráfico abaixo​​ representa​​ aproximadamente a velocidade​​ de um​​ atleta​​ em​​ função do tempo​​ em

uma​​ competição olímpica.

a)​​ Em que​​ intervalo de tempo​​ o modulo da aceleração tem o menor valor?

b)​​ Em que​​ intervalo de tempo​​ o modulo da aceleração é máximo?

c)​​ Qual​​ é​​ o​​ deslocamento​​ pelo atleta durante​​ os 20s?

d)​​ Qual a​​ velocidade​​ média​​ do atleta durante a competição?

Resolução:

a)​​ entre 6s e 16s​​ a​​ aceleração é nula​​ sendo​​ a velocidade constante​​ (12 m/s),​​ pois​​ só existe aceleração quando houver variação de velocidade.

 

10-​​ (UFRGS-RS) ​​ 

Observe o​​ gráfico a seguir,​​ que mostra a​​ velocidade instantânea V​​ em​​ função do tempo t​​ de um móvel que se desloca em uma​​ trajetória retilínea.​​ 

Neste gráfico,​​ I, II e III​​ identificam, respectivamente, os​​ intervalos de tempo de 0​​ s a 4​​ s, de 4​​ s a 6​​ s e de 6​​ s a 14​​ s.

Nos​​ intervalos de tempo indicados, as​​ acelerações do móvel valem, em​​ ,​​ respectivamente,

a)​​ 20, 40, e 20.                 

b)​​ 10, 20 e 5.                   

c)​​ 10, 0 e -5.                     

d)​​ -10, 0 e 5.                     

e)​​ -10, 0 e -5.

Resolução:

R- C

 

 

 

 

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Aceleração (escalar) média

Conceito de aceleração (escalar) média:

 Examine o deslocamento do móvel (tubarão) da figura abaixo e observe que, entre t=0 e t=0,5s sua velocidade aumentou de 10m/s em 0,5s e ele realizou um movimento acelerado.

Entre 0,5s e 1,0s ele manteve sua velocidade constante, realizando um movimento uniforme, não possuindo, portanto, aceleração.

Entre 1s e 1,5s, o módulo da velocidade diminuiu de 10m/s em 0,5s, e ele realizou um movimento retardado.

  Define-se aceleração escalar média (am) ao quociente entre a variação de velocidade (ΔV) pelo respectivo intervalo de tempo (Δt), ou seja:

 

O que você deve saber

 Significado de aceleração (escalar) média A aceleração escalar média de um móvel significa de quanto sua velocidade varia na unidade de tempo. Assim, se um móvel tem aceleração escalar média de 2m/s2 significa que sua velocidade  varia de 2m/s em cada 1s; de 8km/h2 significa que sua velocidade varia de 8km/h em cada 1h, e assim por diante.

Significado de aceleração instantânea Aceleração instantânea enquanto a aceleração média é calculada em certo intervalo de tempo, a aceleração instantânea é calculada no instante

(intervalo de tempo muito pequeno, tendendo a zero), como, por exemplo, no instante em que você olha no velocímetro de seu carro e observa a velocidade do mesmo nesse instante.

 

Movimento progressivo e movimento retrógrado

Movimento progressivo  velocidade positiva e o deslocamento é no sentido dos marcos crescentes.

Movimento retrógrado  velocidade negativa e o deslocamento é no sentido dos marcos decrescentes.

Movimento acelerado e movimento retardado

Para um movimento acelerado existem duas possibilidades:

 

Primeira possibilidade: movimento progressivo com a velocidade aumentando em intensidade

(módulo). 

Este é um movimento progressivo (a favor dos marcos crescentes) e acelerado, ou seja, am>0 e V>0

 

Segunda possibilidade: movimento retrógrado com a velocidade aumentando em intensidade (módulo)

Este é um movimento retrógrado (a favor dos marcos decrescentes) e acelerado, ou seja, am < 0 e

V < 0.

Conclusão:

Observe, pelos dois casos acima, que um movimento é acelerado sempre que velocidade e aceleração têm o mesmo sinal, ou seja, ambas são positivas ou ambas são negativas.

Para um movimento retardado existem duas possibilidades:

 

Primeira possibilidade: movimento progressivo com a velocidade diminuindo em intensidade

(módulo)

 Este é um movimento progressivo (a favor dos marcos crescentes) e retardado, ou seja, am < 0 e

V > 0.

 

Segunda possibilidade: movimento retrógrado com a velocidade diminuindo em intensidade

(módulo).

Este é um movimento retrógrado (a favor dos marcos decrescentes) e acelerado, ou seja, am > 0 e

V < 0.

Coclusão:

Observe, pelos dois casos acima, que um movimento é retardado sempre que velocidade e aceleração têm sinais opostos, ou seja, quando um é positivo o outro é negativo e vice-versa.

 

O que você deve saber sobre os movimentos progressivo ou retrógrado, acelerado o retardado.

  Movimento progressivo  velocidade positiva e o deslocamento é no sentido dos marcos crescentes.

Movimento retrógrado  velocidade negativa e o deslocamento é no sentido dos marcos decrescentes.

Um movimento é acelerado sempre que velocidade e aceleração têm o mesmo sinal, ou seja, ambas são positivas ou ambas são negativas, ou que o módulo da velocidade está aumentando.

Um movimento é retardado sempre que velocidade e aceleração têm sinais opostos, ou seja, quando um é positivo o outro é negativo e vice-versa, ou que o módulo da velocidade está

diminuindo.

Observe o resumo do esquema abaixo:

 Confira os exercícios