Física
Moderna plus
os fundamentos
da física
Parte I
Unidade C
Capítulo 10 Movimentos circulares
1
ramalho
nicolau
toledo
1
A Física em nosso mundo
Efeito estroboscópico
No cinema e na TV, ao assistirmos à cena de um carro em movimento,
dependendo da relação entre as frequências de projeção e de giro das rodas,
três situações podem ser observadas:
a) as rodas aparentam estar paradas;
b) as rodas aparentam girar em sentido contrário ao sentido real;
c) as rodas aparentam girar mais lentamente, no sentido real.
Esse fenômeno, denominado efeito estroboscópico, também pode ser
observado quando utilizamos lâmpadas estroboscópicas (lâmpadas que
acendem e apagam intermitentemente).
Para realçar as três situações citadas, vamos fixar um ponto A da roda.
Se a lâmpada estroboscópica acender justamente no instante em que o ponto A
volta para a mesma posição, teremos a impressão de a roda estar parada.
Isso ocorre quando a frequência de giro das rodas é um múltiplo inteiro da
frequência com que pisca a lâmpada estroboscópica:
froda 5 n ? flâmpada , com n 5 1, 2, 3, ...
De fato, nessa situação, a roda deve realizar n voltas (n 5 1, 2, 3, ...) durante
um intervalo de tempo igual ao período com que a lâmpada pisca.
Isto é:
n ? Troda 5 Tlâmpada
Daí resulta:
froda 5 n ? flâmpada
Sentido do
movimento do carro
A
A
A
t1
t2
t3
A lâmpada acende nos instantes t1, t2, t3, ... A roda aparenta
estar parada.
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Se a frequência de giro das rodas não for um múltiplo inteiro da frequência
com que a lâmpada pisca, podemos ter uma das situações a seguir.
A lâmpada pisca com frequência maior do que a de giro da roda. Nesse
caso o ponto A será visto antes de a roda completar uma volta. Isso acontece sucessivamente nas voltas seguintes. Daí a impressão de a roda girar
para trás.
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A
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A
A
t1
t2
t3
A roda aparenta girar para trás. É o que ocorre, por exemplo,
quando o ponto A é visto antes de a roda completar uma volta.
A lâmpada pisca com frequência menor do que a de giro da roda. Agora o
ponto A será visto após a roda completar uma volta. Nesse caso, a roda aparenta girar lentamente no sentido real.
A
A
A
t1
t2
t3
A roda aparenta girar lentamente no sentido real. É o que
ocorre, por exemplo, quando o ponto A é visto depois de a
roda completar uma volta.
No caso do cinema e da TV, a frequência da lâmpada é substituída pela
frequência com que a imagem é projetada.
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L.16 (Unicamp-SP)
PN U
(c)
PN U
PN U
PN U
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(b)
PN E U
(a)
O quadro (a), acima, refere-se à imagem de televisão de um carro parado,
em que podemos distinguir claramente a marca do pneu (“PNU”). Quando
o carro está em movimento, a imagem da marca aparece como um borrão
em volta de toda a roda, como ilustrado em (b). A marca do pneu volta a
ser nítida, mesmo com o carro em movimento, quando este atinge uma
determinada velocidade. Essa ilusão de movimento na imagem gravada é
devido à frequência de gravação de 30 quadros por segundo (30 Hz). Considerando que o diâmetro do pneu é igual a 0,6 m e p 5 3,0, responda:
a)Quantas voltas o pneu completa em um segundo, quando a marca
filmada pela câmara aparece parada na imagem, mesmo estando o
carro em movimento?
b)Qual a menor frequência angular  do pneu em movimento, quando
a marca aparece parada?
c) Qual a menor velocidade linear (em m/s) que o carro pode ter na
figura (c)?
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1  ​ de segundo as imagens que se
L.17 (UFRJ) O olho humano retém durante ​ ___
24
formam na retina. Essa memória visual permitiu a invenção do cinema.
A filmadora bate 24 fotografias (fotogramas) por segundo. Uma vez
revelado, o filme é projetado à razão de 24 fotogramas por segundo.
Assim, o fotograma seguinte é projetado no exato instante em que o
fotograma anterior está desaparecendo de nossa memória visual, o que
nos dá a sensação de continuidade.
Filma-se um ventilador cujas pás estão girando no sentido horário. O ventilador possui quatro pás simetricamente dispostas, uma das quais pintada
de cor diferente, como ilustra a figura abaixo.
Ao projetarmos o filme, os fotogramas aparecem na tela na seguinte
sequência:
o que nos dá a sensação de que as pás estão girando no sentido anti-horário.
Calcule quantas rotações por segundo, no mínimo, as pás devem estar
efetuando para que isso ocorra.
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L.18 (UFF-RJ) Num antigo filme passado no tempo das diligências há uma cena
na qual uma diligência, puxada por 2 cavalos, foge de um ataque dos
índios. Ao assistir-se à cena, tem-se a ilusão de que as rodas da diligência
não giram. Cada roda possui 8 raios formando ângulos de 45°. Pela altura
de um índio que aparece de pé, pode-se estimar o diâmetro da roda em
1,5 m. Sabe-se também que a filmagem foi realizada no ritmo padrão de
24 quadros por segundo.
Marque a opção que contém a melhor estimativa da velocidade da
diligência.
a)25 km/s
b)50 km/s
c) 75 km/h
d)100 km/h
e) 125 km/h
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