A aceleração é a taxa de mudança de velocidade?

Isto faz parte de uma série sobre conceitos errados comuns.

Isto é verdadeiro ou falso?

A aceleração é a taxa de mudança de velocidade.

Por que algumas pessoas dizem que é verdade: Pense em acelerar num carro: quando você bate no acelerador, você acelera, e quando você bate no freio, você abranda. A aceleração está geralmente associada a uma mudança na velocidade.

Por que algumas pessoas dizem que é falso: Em física, a direcção é importante. Se a direcção do movimento mudar, isto também pode ser considerado aceleração, mesmo que a velocidade se mantenha constante.

A afirmação é falsa \color{#D61F06}{\textbf{false}}false.

Explicação:

A aceleração é definida como a taxa de mudança de velocidade. A velocidade é um vector, o que significa que contém uma magnitude (um valor numérico) e uma direcção. Assim, a velocidade pode ser alterada quer alterando a velocidade, quer alterando a direcção do movimento (ou ambas). Portanto, pode ser possível que a velocidade seja constante, mas a velocidade está a mudar porque a direcção está a mudar. Neste caso, a aceleração será diferente de zero e igual à taxa de variação da velocidade.

É um equívoco geral que a taxa de variação da velocidade é igual à magnitude da taxa de variação da velocidade. No entanto, isto não é verdade em todos os casos. Considere movimento circular uniforme: no caso de um movimento circular uniforme, a partícula se move em uma trajetória circular com velocidade uniforme. A velocidade permanece constante, mas a direção do movimento está mudando continuamente. Devido à mudança na direção do movimento, a aceleração não é zero. Esta aceleração é em direção ao centro do círculo e conhecida como aceleração centrípeta.

Em geral, a aceleração pode ser resolvida em dois componentes. Uma componente, que é paralela à velocidade, é conhecida como aceleração tangencial. Este componente altera a velocidade da partícula e é igual à taxa de variação da velocidade. A outra componente da aceleração, que é perpendicular à velocidade, é conhecida como aceleração normal. Esta componente é responsável pela alteração da direção da velocidade.

Velocidade é a taxa de mudança de deslocamento, enquanto velocidade é a taxa de mudança de distância. Em outras palavras, velocidade é a taxa de mudança da distância mais curta movida por um corpo desde a posição final até a posição inicial, enquanto velocidade é a taxa de mudança do comprimento total do caminho percorrido por um determinado corpo.

Consulta: O que pode ser dito sobre a aceleração de uma partícula em movimento em zig-zag com velocidade constante?
Resposta: A aceleração da partícula tem de ser diferente de zero, pois a partícula está a mudar de direcção. Contudo, a componente tangencial da aceleração é zero, uma vez que a velocidade permanece constante.

Pergunta: Se tanto a velocidade quanto a direção mudarem, então é possível ter aceleração zero?
Resposta: Não. Se a velocidade muda, então a aceleração tangencial é diferente de zero. Se a direção do movimento muda, então a aceleração normal é diferente de zero. O resultado destas duas acelerações nunca pode ser zero, pois elas são perpendiculares uma à outra.