A velocidade e a aceleração descrevem o movimento, mas há uma diferença importante entre as duas. Se você está estudando física no ensino médio ou na faculdade, entender as diferenças entre eles é essencial. Entender o que a velocidade significa leva a uma compreensão do que significa aceleração porque, enquanto a velocidade é a taxa de mudança de posição, a aceleração é a taxa de mudança de velocidade. Se você está viajando em um ritmo constante, você tem velocidade, mas não tem aceleração, mas se você está viajando e seu ritmo está mudando, você tem velocidade e aceleração.
TL; DR (muito longo; Não li)
Velocidade é a taxa de mudança de posição em relação ao tempo, enquanto a aceleração é a taxa de mudança de velocidade. Ambos são quantidades vetoriais (e, portanto, também têm uma direção especificada), mas as unidades de velocidade são metros por segundo, enquanto as unidades de aceleração são metros por segundo ao quadrado.
O que é velocidade?
A taxa de mudança de sua posição com o tempo define sua velocidade. Na linguagem do dia-a-dia, velocidade significa o mesmo que velocidade. No entanto, em física, há uma distinção importante entre os dois termos. A velocidade é uma quantidade "escalar" e é medida em unidades de distância / tempo, ou seja, em metros por segundo ou milhas por hora. A velocidade é uma quantidade “vetorial”, portanto, tem uma magnitude (a velocidade) e uma direção. Tecnicamente, dizer que você está viajando a 5 metros por segundo é uma velocidade e dizer que você está viajando a 5 metros por segundo em direção ao norte é uma velocidade, porque este último também tem uma direção.
A fórmula para velocidade é:
\ text {velocidade} = \ frac {\ text {distância percorrida}} {\ text {tempo gasto}}
Na linguagem do cálculo, pode ser definido com mais precisão como a taxa de mudança de posição com respeito ao tempo e assim é dado pela derivada da equação para a posição com respeito a Tempo.
O que é aceleração?
A aceleração é a taxa de variação da velocidade com o tempo. Como a velocidade, esta é uma grandeza vetorial que possui uma direção e também uma magnitude. Um aumento na velocidade é comumente chamado de aceleração, enquanto uma diminuição na velocidade às vezes é chamada de desaceleração. Tecnicamente, como a velocidade inclui uma direção e também uma velocidade, uma mudança de direção a uma velocidade constante ainda é considerada aceleração. A aceleração pode ser definida simplesmente como:
\ text {aceleração} = \ frac {\ text {mudança na velocidade}} {\ text {tempo gasto para a velocidade mudar}}
A aceleração tem unidades de distância / tempo ao quadrado - por exemplo, metros / segundo2.
Na linguagem do cálculo, isso é mais precisamente definido como a taxa de variação da velocidade com em relação ao tempo, então é encontrado tomando a derivada da expressão para velocidade em relação a Tempo. Alternativamente, você pode encontrá-lo tomando a segunda derivada da expressão para a posição em relação ao tempo.
Aceleração constante vs. Velocidade constante
Viajar com uma velocidade constante significa que você está indo na mesma velocidade e na mesma direção continuamente. Se você tiver uma velocidade constante, isso significa que você tem aceleração zero. Você pode imaginar isso como dirigir por uma estrada reta, mas mantendo o velocímetro no mesmo valor.
Uma aceleração constante é bem diferente. Se você viaja com uma aceleração constante, sua velocidade está sempre mudando, mas está mudando em uma quantidade consistente a cada segundo. A aceleração da gravidade na Terra tem o valor constante de 9,8 m / s2, então você pode imaginar isso como jogar algo de um arranha-céu. A velocidade começa baixa, mas aumenta em 9,8 m / s para cada segundo que cai sob a gravidade.
Aceleração e Segunda Lei de Newton
A aceleração, ao invés da velocidade, forma uma parte fundamental da segunda lei do movimento de Newton. A equação éF = mãe, OndeFsignifica força,mé massa, eumaé a aceleração. Por causa da ligação entre velocidade e aceleração, você também pode escrever isso comoforça = massa × a taxa de mudança de velocidade. No entanto, a aceleração é a característica chave aqui, não a velocidade.
Velocidade e Momento
A equação para momentum usa velocidade em vez de aceleração. Momentum ép = mv, Ondepé momentum,mé massa, evé a velocidade. Na segunda lei de Newton, a aceleração multiplicada pela massa dá força, enquanto quando a velocidade é multiplicada pela massa, isso dá o momento. Suas definições são diferentes e isso mostra como essas diferenças levam a equações distintas na prática.