FÍSICA BÁSICA: MOVIMENTO CIRCULAR
Um corpo executa movimento circular quando sua trajetória é uma circunferência ou um arco de circunferência. Quando o movimento é circular e uniforme, o que é denominado Movimento Circular Uniforme (MCU), o tempo gasto pelo corpo para completar uma volta é constante e, em intervalos de tempo iguais, o móvel retorna à mesma velocidade, realizando um movimento periódico. Em relação ao movimento circular uniforme é importante considerar as seguintes variáveis:
Período (T): tempo em segundos (ΔT) que o móvel demora para efetuar uma volta completa (como no MCU é um movimento periódico, esse tempo é constante).
Frequência (f): número de voltas completas que um móvel ou ponto material efetua na unidade de tempo. A frequência (f) está relacionada com o período T, por: f= 1/ T e T= 1/f;
Velocidade escalar (V): se refere à velocidade do móvel em relação ao espaço percorrido (ΔS) durante um determinado período (T). Esse espaço percorrido pode ser calculado tomando ΔS= 2πR, em que π é aproximando 3,14 e R é o raio da circunferência. Assim, temos que no MCU: V= ΔS/ ΔT => V= (2πR)/T .
Velocidade angular (ω): consiste na razão entre o ângulo descrito pelo móvel em MCU e o tempo gasto para descrevê-lo. A variação angular (Δθ) é dada por Δθ= 2π rad, em que 2π rad equivale a uma volta completa (360º) e o tempo é representado por ΔT em que ΔT=T. Assim, temos: ω= Δθ/ ΔT => ω= (2π)/ T.
Estabelecendo relações entre a velocidade angular e a velocidade escalar, temos:
V= (2πR)/T
ω= (2π)/ T
V= ωR
ω= V/R
O movimento circular pode ser transmitido por meio do acoplamento de polias e engrenagens. A transmissão do movimento circular ocorre quando se coloca uma correia em contato com uma engrenagem, de modo que a correia faça com que a engrenagem se movimente de forma circular. Essa ligação pode também ocorrer por meio de um eixo.
Se a transmissão de movimento circular for por meio de uma engrenagem em que a ligação se der a partir dos dentes da engrenagem ou por meio de uma correia, teremos que, dado B>A => VA=VB; TA<TB; fA>fB ; ωA>ωB. Por outro lado, se a ligação se der por meio de um eixo, teremos que, dado B>A => VA < VB; TA=TB; fA=fB ; ωA=ωB.
Tendo considerado o Movimento Circular Uniforme (MCU), podemos tratar agora do Movimento Circular Uniformemente Variado (MCUV). No MCUV há uma variação da velocidade angular (ω), de modo que o corpo apresenta uma aceleração angular (α). As equações do MCUV são obtidas por se dividi-las pelo raio (R), de modo que elas passam a ser representadas por: velocidade angular inicial (ω0), velocidade angular final (ω); posição angular final (φ); posição angular inicial (φ0); aceleração angular (α); variação da velocidade angular (Δω); variação do tempo (Δt); variação do espaço angular (Δθ). A partir disso, temos as seguintes equações:
1.Equação horária da posição: ω = ω0 + αt;
2. Equação de Torricelli: ω2 = ωo2 – 2α Δθ;
3.Equação horária do arco: φ= φ0+ ω0t + (αt2)/2;
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Referências:
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