FORÇA CENTRÍPETA

Fernanda CarramateRodrigo2°C

Introdução - MCU

O movimento circular uniforme (MCU) é o

movimento no qual o corpo descreve trajetória

circular, como em uma circunferência ou um arco de

circunferência.

Mas, Força Centrífuga não é isso? Vamos imaginar um pequeno rato sobre um daqueles velhos discos de

vinil, girando. E há um gato próximo, olhando-o, com o estômago doendo de fome. Como o rato está parado sobre o disco, que gira, ele descreve uma trajetória circular para alguém que está fora do disco, como o gato; no jargão da física, diz-se que o gato está em um referencial inercial, ao contrário do rato. O gato nota uma força centrípeta agindo sobre o rato, ou seja, uma força que aponta para o centro do círculo que o rato descreve. Essa força é causada pelo atrito entre as patas do rato e a superfície do disco; se o atrito fosse "desligado" de repente o rato escorregaria, e passaria a descrever uma reta. A força centrípeta é proporcional ao quadrado da velocidade do corpo, e inversamente proporcional à distância entre o corpo e o centro do círculo que ele descreve.

Do ponto de vista do rato (ou em fisiquês, no sistema de referência do rato) as coisas se passam de maneira diferente: ele (o rato) está parado, enquanto o mundo é que gira ao seu redor. Entretanto ele percebe algo estranho: se estiver olhando para o centro do disco, sente uma força empurrando-o para trás. Essa é a força centrífuga, uma força de inércia, que só existe para o rato. No sistema de referência do gato, a força centrífuga não existe [1].Às vezes é mais fácil resolver um problema mudando de sistema de referência, daí a conveniência da força centrífuga. Ela pode parecer real para o rato, que acha que está parado e que há uma força agindo sobre ele. Mas o gato sabe que o rato não está parado, e como todo corpo que descreve uma trajetória circular, sofre uma aceleração constante que aponta para o centro do círculo que percorre.

Tá, então...?

Um corpo só consegue descrever o MCU se

houver uma força atuando sobre ele – caso

contrário, não conseguirá mudar a posição,

e então estaria descrevendo um MRU.Essa

‘força’ é denominada centrípeta.

Direção: aponta sempre para o centro da circunferência;

Exemplos de força centrípeta no cotidiano: secadora de roupas e

os satélites em órbita (circular) em torno da Terra.

Tá, como eu reconheço? Quais

são suas características? Primeiramente, tudo que possuir ‘curvas’, circuitos circulares e ou

qualquer tipo de variação desta forma, é um mcu. Claro, SEM

Aceleração.

A velocidade escalar permanece constante (Ve = 0) durante todo o

trajeto e a velocidade vetorial apresenta módulo constante, no

entanto sua direção é variável;

A aceleração tangencial( o que faz o objeto ir em linha reta) é nula

(at = 0);

Aceleração centrípeta(O que faz o objeto realizar a curva) não é

nula (ac ≠ 0).

Direção da aceleração centrípeta: perpendicular à velocidade

vetorial, e aponta para o centro da trajetória;

Ok,e as Equações?

Posição angular: S = φ .R, onde R é o raio da circunferência.

Velocidade angular média: ωm = Δφ/Δt

Aceleração centrípeta: ac = v2/R, onde R é o raio da

circunferência.

módulo da aceleração centrípeta é escrito da seguinte forma:

ac = v2/r. (r = raio da circunferência descrita pelo móvel).

Movimentos Periódicos

Um corpo em MCU passa, de tempos em tempos, em um mesmo ponto, com a mesma velocidade.

O movimento é repetitivo e, por isso, considerado periódico.

Existem dois importantes conceitos: freqüência e período.

IMPORTANTE Freqüência: Quantidade de voltas que um corpo dá em um determinado tempo

(f = 1/ T);

Período: Tempo que se leva para concluir um ciclo. (T = 1/ f).

Exercício...

Transforme : 120 rpm em Hz(Hz é a medida utilizada em frequência)

RESOLUÇÃO

Um satélite artifícial demora 2 horas para completar 1a volta em torno da Terra. Qual é, em horas, o período do movimento do satélite suposto periódico?

RESOLUÇÃO

tempo AB = 2 horas T = 2 h · 4 = 8 horas

h · 4 = 8 horas

tempo AB = 2 horas T = 2

Mais exercício..

Um ponto material em MCU, numa circunferência horizontal, completa uma volta a cada 10 s. Sabendo-se que o raio da circunferência é 5 cm.

Calcule: a) o período e a freqüência; b) a velocidade angular;c) a velocidade escalar; d) o módulo da aceleração centrípeta.

RESOLUÇÃO

a)o período é: T = 10 s

a freqüência = = 0,1 Hz

b) a velocidade angular w

w = 2 pf = 2·p·0,1 = 0,2 p rad/sw = 0,2·3 = 0,6 rad/s

c) a velocidade escalar

v = w R v = 0,6· 5 = 3,0 cm/s

d) o módulo da aceleração centrípeta

= w²R

= (0,6)² · 5 = 1,8 cm/s².

Substitua ‘p’ por Pi

‘w’ por ômega

Bom, é isso.

Fontes:

http://www.brasilescola.com/fisica/movimento-circular.htm

http://www.brasilescola.com/fisica/aceleracao-centripeta.htm