Unidade 1 – Movimentos na Terra e no espaço

1.2. Da Terra à Lua

Professora: Paula Melo Silva

Unidade 1 – Movimentos na Terra e no Espaço

1.2. Da Terra à Lua1.2.1. As forças e o modo como actuam.1.2.2. Lei da Acção Reacção. Terceira Lei de Newton.1.2.3. As forças e os seus efeitos. Leis de Newton.1.2.4. Movimentos no Espaço. Satélites geoestacionários.

Movimentos no Espaço: satélites geostacionários

Características e aplicações dos satélites geostacionários

Satélite de órbita polar:- Orbita a uma altura aproximada de 1000 km acima da superfície terrestre.- Orbitam a Terra cerca de 14 vezes por dia.- Utilizados em meteorologia, oceanografia e cartografia.

Características e aplicações dos satélites geostacionários

Satélite de órbita geostacionária:- Orbita a 36 000 km acima do plano do equador.- Executam uma volta completa em torno da Terra em 24 horas acompanhando movimento de rotação da Terra.- Utilizados como satélites de comunicações.

Movimento de um satélite em torno da Terra

gF

A única força que actua no satélite é a força gravitacional.A direcção da força gravítica é perpendicular à velocidade e está dirigida para o centro da trajectória – diz-se que é radial.

v

Terra

Satélite

Movimento de um satélite em torno da Terra

O satélite, ao longo da sua órbita, descreve um movimento circular com velocidade de módulo constante.Trata-se de um movimento circular e uniforme.

Movimento de um satélite em torno da Terra

v

A força gravitacional provoca, constantemente, a mudança de direcção da velocidade do satélite, embora não altere o seu valor – esta velocidade designa-se por velocidade linear .

A aceleração centrípeta, , é responsável pela trajectória circular que o satélite descreve.

ca

Movimento de um satélite em torno da Terra

rvac2

- O vector aceleração centrípeta tem sentido sempre orientado para o centro da trajectória, por isso diz-se que é radial.- O vector aceleração centrípeta é perpendicular ao vector velocidade linear.

Unidades S.I.ac – aceleração centrípeta m.s-2

v – velocidade linear m.s-1

r – raio da trajectória m

Velocidade OrbitalPara colocar um satélite em órbita é necessário enviá-lo para o espaço até uma dada altura e imprimir-lhe uma velocidade bem determinada:

rMGv Terra

orbital

Unidades S.I.v – velocidade do satélite m.s-1

MT – massa da Terra kgr – raio da trajectória mG – constante de gravitação Universal 6,67 10-11 N.m2.kg-2

Força e aceleração centrípeta

ca

rvac2

cF

v

Terra

Satélite

Características do vector aceleração centrípeta (ac):• Direcção: radial• Sentido: dirigido para o centro da trajectória.• Intensidade:

Características do vector força centrípeta (Fc):• Direcção: radial• Sentido: dirigido para o centro da trajectória.• Intensidade: r

vmFc2

Grandezas características dos movimentos circulares

No movimento circular e uniforme regularmente repetido, pode-se usar outras grandezas mensuráveis:

o período (T) a frequência (f)

O período é o menor intervalo de tempo no qual o móvel repete as suas características cinemáticas (posição, velocidade, etc.).

Exprime-se, no S.I., em segundos (s) A frequência é o número de repetições ocorridas na unidade de tempo.

Exprime-se, no S.I., em Hertz (Hz) ou s-1

fT 1

Velocidade linear

Trv 2

rfv 2

É possível relacionar velocidade linear com as grandezas físicas período e frequência

Unidades S.I.v – velocidade linear m.s-1

r – raio da trajectória mT – período sf – frequência Hz

Velocidade angular ()A frequência pode ser referida ao ângulo descrito, em vez do número de voltas. Nesse caso, tem o nome de frequência angular ou velocidade angular (mede a rapidez com que os ângulos são descritos):

t

Unidades S.I. - velocidade angular rad.s-1

t – intervalo de tempo s - ângulo descrito rad

Relação entre velocidade angular e velocidade linear

T 2

f 2

Unidades S.I.v – velocidade linear m.s-1

- velocidade angular rad.s-1

r – raio da trajectória mT – período sf – frequência Hz

rv

No caso de um movimento circular, para uma volta completa: = 2 e t = T