A aceleração é a taxa temporal de variação da velocidade, ou seja, é a rapidez com a qual a velocidade de um corpo varia.[1] 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
Emmecânica, aaceleração é a taxa de variação da velocidade de um objeto em relação ao tempo. As acelerações são grandezas vetoriais (no sentido de que têm magnitude e direção). A orientação da aceleração de um objeto é dada pela orientação daforça resultante atuando sobre aquele objeto. A magnitude da aceleração de um objeto, conforme descrito pelasegunda lei de Newton, é o efeito combinado de duas causas:
o saldo líquido de todas as forças externas agindo sobre aquele objeto - amagnitude é diretamente proporcional a essa força resultante;
amassa desse objeto , dependendo dos materiais de que é feito - a magnitude é inversamente proporcional à massa do objeto.
Por exemplo, quando um veículo parte de uma paralisação (velocidade zero, em um referencial inercial) e viaja em linha reta em velocidades crescentes, ele estáacelerando na direção de deslocamento. Se o veículo virar, ocorre uma aceleração em direção à nova direção e altera seu vetor de movimento. A aceleração do veículo na direção atual do movimento é chamada de aceleraçãolinear (outangencial durante os movimentos circulares), a reação que os passageiros a bordo experimentam como uma força que os empurra de volta aos assentos. Ao mudar de direção, a aceleração efetiva é chamadaradial (ouortogonal durante movimentos circulares) aceleração, a reação à qual os passageiros experimentam como uma força centrífuga. Se a velocidade do veículo diminui, isso é uma aceleração na direção oposta e matematicamente negativa, às vezes chamada dedesaceleração, e os passageiros experimentam a reação à desaceleração como uma força inercial empurrando-os para a frente. Essas acelerações negativas são frequentemente alcançadas pela queima de retrofoguetes em espaçonaves. Tanto a aceleração quanto a desaceleração são tratadas da mesma forma, ambas são mudanças na velocidade. Cada uma dessas acelerações (tangencial, radial, desaceleração) é sentida pelos passageiros até que sua velocidade relativa (diferencial) seja neutralizada em relação ao veículo.
A aceleração instantânea, entretanto, é o limite da aceleração média em um intervalo infinitesimal de tempo. Em termos de cálculo, a aceleração instantânea é a derivada do vetor velocidade em relação ao tempo:
Como a aceleração é definida como a derivada da velocidade,v, com respeito ao tempo,t, e a velocidade é definida como a derivada da posição,x, com respeito ao tempo, a aceleração pode ser considerada como a segunda derivada dex com respeito at :(Caso o movimento ocorra em linha reta, as quantidades vetoriais podem ser substituídas por escalares nas equações).
Pelo teorema fundamental do cálculo, pode-se ver que a integral da função de aceleraçãoa (t ) é a função de velocidadev (t ); ou seja, a área sob a curva de um gráfico da aceleração em relação ao tempo corresponde à velocidade.
Da mesma forma, a integral da funçãoj (t ), sendo derivada da função de aceleração, pode ser usada para encontrar a aceleração em um determinado momento:
Depois de definir sua teoria darelatividade especial,Albert Einstein enunciou que forças sentidas por objetos sob aceleração constante são indistinguíveis das que estão em campo gravitacional, e assim se define arelatividade geral (que também explica como os efeitos da gravidade podem limitar a velocidade daluz, 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 deNewton (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 popularparadoxo 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, somentereferenciais inerciais (referenciais não-acelerados) podem ser usados e são equivalentes; a relatividade geral considera todos os referenciais, inclusive os acelerados, como equivalentes.
A aceleração tem as dimensões da velocidade (L / T) divididas pelo tempo, ou seja, L T−2 . A unidade SI de aceleração é o metro por segundo ao quadrado (ms−2 ); ou "metro por segundo por segundo", pois a velocidade em metros por segundo muda pelo valor da aceleração, a cada segundo.
Um objeto em movimento circular - como um satélite orbitando a Terra - está acelerando devido à mudança de direção do movimento, embora sua velocidade possa ser constante. Nesse caso, diz-se que está sofrendo aceleraçãocentrípeta (direcionada para o centro).
A aceleração adequada, a aceleração de um corpo em relação a uma condição de queda livre, é medida por um instrumento chamado acelerômetro .
Na mecânica clássica, para um corpo com massa constante, a aceleração (vetorial) do centro de massa do corpo é proporcional ao vetor líquido de força (isto é, soma de todas as forças) agindo sobre ele (segunda lei de Newton):
ondeF é a força resultante que atua no corpo,m é a massa do corpo ea é a aceleração do centro de massa. À medida que as velocidades se aproximam da velocidade da luz, os efeitos relativísticos se tornam cada vez maiores.
