Пусть движущаяся точка М в момент времени t имеет скорость . В момент времени эта точка занимает положение М1, имея скорость (рис. 4,а). Чтобы изобразить приращение скорости за время , перенесем вектор скорости параллельно самому себе в точку М.
Средним ускорением точки за время называют отношение , т. е. .
Ускорением точки в момент времени t называют предел, к которому стремится среднее ускорение при , стремящемся к нулю, т. е.
.
Таким образом, ускорение точки равно первой производной по времени от скорости точки.
Приращение скорости и, следовательно, среднее ускорение направлены внутрь вогнутости траектории. Так же направлены и их предельные значения при , стремящемся к нулю. Поэтому ускорение точки направлено тоже внутрь вогнутости траектории. Кроме того, ускорение как первая производная по времени от скорости, по свойству годографа вектора, параллельна касательной к годографу вектора скорости (рис. 4, 6).
Скорость точки направлена по касательной к траектории и вычисляется, согласно ее определению, по формуле
.
Для ускорения точки соответственно имеем
.
Векторный способ ввиду его краткости и компактности удобен для теоретического изложения кинематики точки.