Movimento Circular Uniforme (MCU)
O Movimento Circular Uniforme (MCU) acontece quando sua trajetória é uma circunferência e o módulo de sua velocidade permanece constante no decorrer do tempo.
Em nosso cotidiano é comum observarmos o movimento realizado por ventiladores, rodas de carros e também pelo liquidificador. Todos esses são exemplos de aparelhos que utilizam o MCU.
Para analisarmos a parte teórica dessas utilizações precisamos relembrar os movimentos realizados por um móvel em trajetória retilínea.
A velocidade de um móvel constante e linear é representada pela equação a seguir, que indica a trajetória realizada pelo móvel.
Equação da velocidade linear e trajetória realizada por um móvel qualquer
Agora, quando a velocidade do móvel ocorre de forma curvilínea (curva) ou circular teremos a análise da velocidade angular.
Análise do movimento curvilíneo
É importante observar que quando a velocidade do móvel ocorre de forma curva, é necessário analisar, além da velocidade linear, um outro tipo de velocidade presente: a velocidade angular, que é exatamente o ângulo θ, formado imaginariamente entre a ligação dos pontos da trajetória.
A representação matemática do cálculo da velocidade angular é dada pela equação:
A representação matemática do cálculo da velocidade angular é dada pela equação:
Onde:
ωm = velocidade angular do móvel
Δθ = deslocamento do móvel
Δt = tempo
Podemos concluir, então, que a velocidade angular do movimento circular uniforme é a relação existente entre o ângulo da trajetória descrito e o tempo gasto para se concluir essa descrição.
No sistema Internacional de Unidades, a velocidade angular é medida em radianos por segundo rad/s.
A junção dessas duas velocidades (linear e curvilínea) proporciona o nascimento de uma nova equação para se calcular o movimento circular.
ωm = velocidade angular do móvel
Δθ = deslocamento do móvel
Δt = tempo
Podemos concluir, então, que a velocidade angular do movimento circular uniforme é a relação existente entre o ângulo da trajetória descrito e o tempo gasto para se concluir essa descrição.
No sistema Internacional de Unidades, a velocidade angular é medida em radianos por segundo rad/s.
A junção dessas duas velocidades (linear e curvilínea) proporciona o nascimento de uma nova equação para se calcular o movimento circular.
Onde:
v = velocidade linear
ω = velocidade angular
R = raio
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:
v = velocidade linear
ω = velocidade angular
R = raio
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).
Por Talita A. Anjos
Graduada em Física
Equipe Brasil Escola
Graduada em Física
Equipe Brasil Escola
Exemplo:
Um volante circular como raio 0,4 metros gira, partindo do repouso, com aceleração angular igual a 2rad/s².
(a) Qual será a sua velocidade angular depois de 10 segundos?
(b) Qual será o ângulo descrito neste tempo?
(c) Qual será o vetor aceleração resultante?
(a) Pela função horária da velocidade angular:
(b) Pela função horária do deslocamento angular:
(c) Pelas relações estabelecidas de aceleração tangencial e centrípeta:
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