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 móvelΔθ = deslocamento do móvelΔt = 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 por eixo, ou coaxial

(Coaxial: montado sobre um mesmo eixo, ou sobre eixos concêntricos)(Axial: que tem forma de eixo; axiforme).

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