Física 01 - Cinemática - Movimento circular uniforme

1.0 Movimento circular uniforme

Trata-se de um movimento que se realiza em trajetória circular de forma uniforme, ou seja,o móvel passa pela mesma posição e com a mesma velocidade em intervalos de tempo iguais.

Definições:

Período (T): Tempo necessário para o móvel completar uma volta.;

Frequência (f): Número de vezes que o fenômeno se repete na unidade de tempo. 

Observe que a frequência f pode ser dada pela razão do número de voltas (n) e pelo determinado tempo em que ocorreram: 

f = n/Δt

Onde o tempo é dado em segundos no SI, assim a frequência tem unidade de medida rps (rotações por segundo) ou hertz (HZ)

Se o tempo estiver em minutos segue a notação:

1Hz = 60 rpm (rotações por minutos)

Observe ainda que o período também é dado como sendo o inverso da frequência e vice-versa:

T = 1/f   //   f = 1/T

1.1 Velocidade linear

Para deduzir a fórmula da velocidade linear, voltemos à equação da velocidade:

V = Δs/Δt

Atentem que o espaço (Δs) é o comprimento de uma circunferência de R de raio:

Δs = 2.π.R, logo...

V =  2.π.R/T    ou  V =  2.π.R.f

1.2 Velocidade angular

No movimento circular uniforme, o móvel "gira" determinados ângulos iguais em intervalos de tempo iguais, assim a velocidade angular é constante.

Assim como na linear, a angular busca para sua notação a equação da velocidade, veja:

V =  Δs/ Δt;  como o deslocamento se trata de um deslocamento angular, temos:

Δs = Δθ

Assim...

ω = Δθ/ Δt

onde ω = velocidade angular.

Sabendo que o período (T) corresponde ao intervalo de tempo em que o móvel completa uma volta (2π) , temos ainda que:

ω = 2π/ T   ou  ω = 2π.f

1.3 Velocidade linear (V) x velocidade angular (ω)

V = ω.R

onde R = raio da circunferência

1.4 Aceleração centrípeta

Ac = V²/R

onde Ac é dada em m/s².

1.5 Observações

Quando as "engrenagens' estiverem unidas pelo eixo a velocidade angular é a mesma. É o que acontece na com a catraca e o pneu, pois ambos estão unidos pelo eixo. 

Quando estiverem unidas por uma correia ou corrente por fora ("pelos dentes"), a velocidade linear é a mesma. Isso acontece com a coroa e a catraca.

catraca                                  coroa

Resumo da editora Abril

Veja o post anterior: Lançamento de Projéteis