Segundo Newton, a Terra atrai a Lua da mesma forma que um objeto próximo à sua superfície é atraído. Uma fruta, por exemplo, cai do pé com a mesma natureza com que a Lua é atraída. Mas porque a mesma não cai na Terra?
A 2ª lei de Newton diz que uma força produz aceleração. Esta implica variação de velocidade, que por sua vez é uma grandeza vetorial, assim possui três componentes: Módulo, direção e sentido. Quando se diz que houve variação da velocidade (aceleração), significa que pelo menos uma das componentes teve variação.
2.0 Movimento circular uniforme
Se você acompanha desde as primeiras postagens, provavelmente já viu esse tópico. Pois é voltaremos a falar dele (se não viu, clique aqui). A figura ao lado mostra uma partícula em movimento circular. A força centrípeta representada por Fc não deixa a partícula "sair" do círculo. Como se trata de um movimento uniforme, a velocidade não varia em módulo, mas varia em direção logo não há aceleração.
Em outros casos, a velocidade varia, assim há aceleração centrípeta, que se dá por:
V²/r.
A 2ª lei de Newton nos diz que F = m . a. Substituindo a aceleração temos:
F = m . V²/r
F = m . ω² . r
Deixando as fórmulas e suas deduções de lado, voltemos à pergunta feita no começo da página: Por que a Lua não cai sobre a Terra? Para responder à essa questão devemos lembrar que tudo depende de como o movimento foi criado. Para exemplificar, pensemos na colocação de um satélite artificial em órbita.
O foguete contendo o satélite é lançado. Ao atingir a altura da futura órbita do satélite, este é liberado do foguete com velocidade inicial V perpendicular à força que o atraí à Terra, a força P. Se não fosse por causa dessa força, o satélite sairia pela tangente. Assim, com a força P atuando sobre o satélite, este, com a velocidade V permanece em movimento circular.
Exemplo: Uma bolinha de massa m= 0,06 kg é presa a uma das extremidades de uma mola ideal cujo comprimento natural L0 = 1,0 m. A outra extremidade da mola é presa a um anel liso peço qual passa um prego liso, que está fincado em uma mesa lisa. Dando-se um impulso à bolinha, ela passa a executar sobre a mesa um movimento circular e uniforme de raio R = 1,2 m e velocidade v = 6,0 m/s. Calcule a constante elástica da mola.
Resolvendo: Como não foi dado o diâmetro da bola, consideremos seu tamanho nulo. Assim podemos achar a deformação (X) sofrida pela mola, que é: 1,2 - 1,0 = 0,2 m. A força elástica é dada por Fe = K .X e, nesse caso é igual à força centrípeta, dada por Fc = m . v²/R. Logo, ficamos com Fe = Fc, substituindo...
K . X = m . v²/R ==> K . 0,2 = 0,06 . 6²/1,2 ==> K = 0,06 . 30/0,2 ==> K = 0,3 . 30 ==> K = 9 N/m
3.0 Movimento circular não uniforme
Além da aceleração centrípeta do movimento circular, há também, aceleração tangencial, esta exige uma força tangencial da mesma forma. Obedecendo à 2ª Lei do Cara:
F = m . a
Quando a aceleração tangente at tiver mesmo sentido da velocidade V, o movimento é acelerado, se os sentidos estiverem opostos, o movimento será retardado.
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