Movimento circular uniforme (M.C.U)
Disciplina: Física
Professor: Fábio Raimundo
O Movimento Circular Uniforme (MCU) acontece quando sua trajetória
é uma circunferência e o módulo de sua velocidade permanece
constante no decorrer do tempo.
Período: É possível medirmos o tempo gasto pelo disco da figura a seguir para dar
uma volta completa sobre seu eixo, isto é, dar uma revolução completa. O tempo que
o disco gasta para dar uma volta completa é denominado de período ou período de
revolução e para representar o período usaremos a letra T. No Sistema Internacional
de Unidades a unidade do período é apresentada em segundos.
Frequência: Na Física, o número de voltas que o disco realiza por unidade de tempo é
chamado de frequência.
Definimos a frequência como sendo o inverso do período, ou seja, no Sistema Internacional
de Unidades (SI), a frequência nada mais é do que o número de voltas dadas a cada
segundo.
Matematicamente, temos que o período e a frequência são dados, respectivamente, por:
Velocidade escalar, velocidade linear ou ainda velocidade tangencial (V)
Para qualquer móvel em MCU, o espaço percorrido (ΔS) durante um período
(Δt =T – tempo que demora para efetuar uma volta completa) será ΔS=2πR,
onde R é o raio da circunferência.
Velocidade angular (ω)
A velocidade escalar (ou velocidade linear) descreve a rapidez com que uma partícula percorre determinada trajetória. A
velocidade angular descreve a rapidez com que uma partícula percorre determinado ângulo central de uma
circunferência. No sistema Internacional de Unidades, a velocidade angular é medida em radianos por segundo (rad/s).
ωm = velocidade angular do móvel
Δθ = deslocamento do móvel
Δt = tempo
Velocidade angular para uma volta completa:
Pessoal, não se esqueçam que 1800 = ∏ radianos.
Relação entre velocidade escalar e velocidade angular
A junção dessas duas velocidades (linear e curvilínea) proporciona o
nascimento de uma nova equação para se calcular o movimento circular.
Aceleração centrípeta (ac)
Dentro do estudo do movimento circular uniforme temos também a presença da
aceleração centrípeta, ou seja, quando existe variação de velocidade existe
aceleração.
A aceleração centrípeta está sempre direcionada para o centro da circunferência. Ela
não altera o módulo da velocidade e sua representação matemática é dada pela
equação:
Observe que a aceleração centrípeta analisa tanto a velocidade linear (v2), quanto a
velocidade angular (ω2).
Transmissão de movimento (acoplamento de polias)
É possível efetuar a transmissão de movimentos circulares entre duas rodas, dois
discos ou duas polias através de dois procedimentos básicos: encostando-os (figura
1) ou ligando-os por uma corrente (figura 2). Em ambos os casos, costuma-se usar
engrenagens cujos dentes se adaptam entre si, quando em contato, ou se encaixam
nos elos da corrente de ligação, para não haver deslizamento ou escorregamento.
Por correia, ou axial
(Coaxial: montado sobre um mesmo eixo, ou sobre eixos concêntricos)
(Axial: que tem forma de eixo; axiforme).
por eixo, ou coaxial
Força centrípeta (Fc)
Quando um corpo efetua um Movimento Circular, este sofre uma aceleração que é
responsável pela mudança da direção do movimento, a qual chamamos aceleração
centrípeta, assim como visto no MCU.
Sabendo que existe uma aceleração e sendo dada a massa do corpo, podemos,
pela 2ª Lei de Newton, calcular uma força que assim como a aceleração centrípeta,
aponta para o centro da trajetória circular.
A esta força damos o nome: Força Centrípeta. Sem ela, um corpo não poderia
executar um movimento circular.
Situações que apresentam força centrípeta
Looping de montanha – russa
Satélite em órbita
Pista horizontal sem inclinação
Pista inclinada
Bibliografia
www.mundofisico.joinville.udesc.br/
www.sofisica.com.br
www.mundoeducacao.com/fisica
www.brasilescola.com/fisica