Aceleração e 2ª Lei de Newton: Conceito e cálculos

Aceleração média

A aceleração média de um corpo corresponde à taxa de variação da sua velocidade. Ou seja:

$a_m=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}$

Para inferires acerca das unidades SI da aceleração média, repara no seguinte:

$a_m=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=\dfrac{m/s}{s}=m/s^2$

Exemplo

Calcula a aceleração média a que um corpo está sujeito, sabendo que a sua velocidade aumentou de $2 \ m/s$ para $8 \ m/s$ em $3$ segundos.

Aplica a expressão acima:

$a_m=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=\dfrac{8-2}{3}=\underline{2 \ m/s^2}$ 

Aceleração e velocidade

A relação entre os vetores aceleração e velocidade permite-te caracterizar o movimento em causa.

TIPOS DE MOVIMENTO

Movimento	Velocidade e aceleração	Exemplo
Retilíneo uniforme	$v=k$ e $a=0$	Um corpo que se desloca com velocidade constante de $5 \ m/s$ .
Retilíneo uniformemente acelerado	Sinais iguais	Um corpo que se desloca com velocidade de $5 \ m/s$ sujeito a uma aceleração de $2 \ m/s^2$ .
Retilíneo uniformemente retardado	Sinais opostos	Um corpo que se desloca com velocidade de $5 \ m/s$ sujeito a uma aceleração de $-2 \ m/s^2$ .

Nota: Se a velocidade e aceleração de um corpo forem ambas negativas, o movimento é retilíneo uniformemente acelerado, porque o sinal das duas grandezas é o mesmo.

2ª Lei de Newton

De acordo com a 2ª Lei de Newton, a aceleração adquirida por um corpo é diretamente proporcional à força resultante, $F_r$ , sobre ele aplicada e inversamente proporcional à massa do corpo:

$F_r=m\times a$

Com base nesta Lei consegues obter um dos parâmetros da igualdade, conhecendo os outros dois.

Nota: A força resultante a atuar sobre um corpo nunca pode ser negativa! Se obtiveres um valor negativo para a aceleração do corpo, deverás colocar o valor sem o sinal negativo na expressão, uma vez que este só está a indicar o sentido do vetor, nada tendo a ver com a sua intensidade.

Exemplo

Considera o corpo anterior, sujeito a uma aceleração de $2 \ m/s^2$ .

Calcula a massa do corpo, sabendo que a resultante das forças a atuar sobre si foi de $150 \ N$ .

Sabes que:

$F_r=m\times a\Leftrightarrow\\\,\\\Leftrightarrow 150=m\times 2\Leftrightarrow\\\,\\\Leftrightarrow m= 75 \ kg$