Dinâmica

Movimento circular

Movimento circular

Estabilidade de um 
veículo.

O regulador centrífugo

Superfície de um líquido
em rotação

Gravidade artificial

Sistema de Referência Inercial

Sistema de Referência não Inercial

Atividades

Equação da dinâmica do movimento circular

No estudo do movimento circular uniforme, foi visto que a velocidade do móvel não varia em módulo porém varia constantemente de direção. O móvel tem uma aceleração que está dirigida para o centro da trajetória, denominada aceleração normal e cujo módulo é

A segunda lei de Newton afirma, que a resultante das forças F que atuam sobre um corpo que descreve um movimento circular uniforme é igual ao produto da massa m pela aceleração normal a_n.

Na simulação mais abaixo, simulamos uma prática de laboratório que consiste em medir com ajuda de um dinamômetro a tensão na corda que sustenta um móvel que descreve uma trajetória circular.

O dinamômetro está situado no eixo de uma plataforma móvel e seu extremo está enganchado a um móvel que gira sobre a plataforma.

Sistema de Referência Inercial

Do ponto de vista de um observador inercial, o móvel descreve um movimento circular uniforme. o móvel varia constantemente a direção da velocidade, entretanto seu módulo permanece constante. A força necessária para produzir a aceleração normal é

F=mw²R

Esta será a força que mede o dinamômetro tal como vemos na parte direita da figura.

Sistema de Referência Não Inercial

Do ponto de vista do observador não inercial situado no móvel, este está em equilíbrio sob a ação de duas forças. A tensão na corda  F e a força de inércia a centrífuga F_c. A força centrífuga é o produto da massa pela aceleração centrífuga.

F_c=mw²R

A força centrífuga, não descreve nenhuma interação entre corpos, como a tensão de uma corda, o peso, a força de atrito, etc. A força centrífuga surge ao analisar o movimento de um corpo de um Sistema de Referência Não Inercial (acelerado curvilíneo) que descreve por exemplo um movimento circular uniforme.

Atividades

Introduza

• O raio R da trajetória circular (cm), no controle de edição titulado Raio
• A massa da partícula (g), no controle de edição titulado Massa
• A velocidade angular de rotação (rad/s), no controle de edição titulado V. angular, ou atuando com o ponteiro do mouse na barra de deslocamento

Clique no botão titulado Começar

Observamos o movimento do corpo. Uma flecha sobre a partícula mostra a força radial que é necessário exercer para que descreva uma trajetória circular.  O sentido da força está dirigido para o centro da trajetória.

Mantendo fixos o raio R e a massa da partícula m e variando o valor da velocidade angular de rotação w. os pares de dados

• velocidade angular de rotação w
• força que marca o dinamômetro F

são guardados no controle área de texto situado a esquerda da simulação.

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É representado no eixo vertical a força F, e no eixo horizontal o quadrado da velocidade angular w². A  inclinação da reta é o produto da massa pelo raio, m·R

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Varie agora os valores da massa m ou o raio R ou ambos de uma vez.

Comece uma nova série de medidas a força F que marca o dinamômetro para cada velocidade angular w, que selecionamos na barra de deslocamento.