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MOVIMENTOS CIRCULARES Quando pontos materiais descrevem trajetórias circulares, podemos determinar suas posições por meio de ângulos centrais (letra grega fi minúscula) em lugar do espaço s (arco ) medido na própria trajetória (ver fig.). O espaço s permite determinar a posição P do ponto material em cada instante; o ângulo também localiza P e, por isso, é chamado espaço angular. O espaço s é chamado espaço linear para diferenciar do espaço angular . GRANDEZAS ANGULARES Espaço angular O arco s relaciona-se com o ângulo A em radianos pela fórmula: Onde R é o raio de curvatura da trajetória. Seja o espaço angular de um ponto material, num instante , e o espaço angular, num instante posterior (fig. 2). No intervalo de tempo , a variação do espaço angular é . A velocidade angular média , no intervalo de tempo , é, por definição: Velocidade angular A unidade de no SI, é dada por rad/s. Relação entre velocidade linear e velocidade angular Seja a velocidade angular de um ponto material num instante e a velocidade angular num instante posterior . No intervalo de tempo , a variação da velocidade angular é . A aceleração angular média no intervalo de tempo é, por definição: Aceleração angular Relação entre aceleração angular e aceleração linear Podemos observar na tabela ao lado que a cada grandeza angular (espaço, velocidade e aceleração) corresponde uma grandeza linear: No estudo dos movimentos circulares é possível estabelecer uma relação entre grandezas lineares, grandezas angulares e raio, de modo que as grandezas lineares correspondam às grandezas angulares multiplicadas pelo raio Dizemos que um fenômeno é periódico quando ele se repete, identicamente, em intervalos de tempo sucessivos e iguais. O período (T) é o menor intervalo de tempo da repetição do fenômeno. Exemplos: Desprezada a resistência do ar, o movimento de um pêndulo, ou de um sistema massa mola. Num relógio, o ponteiro das horas tem movimento periódico: de 12 h em 12 h o ponteiro passa novamente pela mesma posição em idênticas condições. Seu período T é igual a 12 h. O movimento de rotação da Terra em torno do seu eixo se repete periodicamente em intervalos de tempo de 24 h. O período do movimento de rotação da Terra é de 24 h. Período e Frequência Num fenômeno periódico, chama-se frequência (f) o número de vezes em que o fenômeno se repete na unidade de tempo. O período e a frequência se relacionam. Por regra de três simples e direta, temos: Observe que a frequência é o inverso do período e vice-versa. O mesmo é válido para suas unidades: No movimento uniforme, o ponto material percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. No caso particular do movimento circular uniforme (MCU), como a trajetória é circular, decorre que o intervalo de tempo de cada volta completa é sempre o mesmo, isto é, de tempos em tempos iguais o ponto material passa pela mesma posição. Portanto, o MCU é um movimento periódico. Seu período (T) é o intervalo de tempo de uma volta completa. O número de voltas na unidade de tempo é sua frequência f: MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU) Exemplo de um corpo na órbita da Terra. Representados os vetores aceleração centrípeta (sempre em sentido ao centro da trajetória circular) e velocidade tangencial. Resumo das equações É possível efetuar a transmissão de movimento circular entre duas rodas, dois discos ou duas polias empregando dois procedimentos básicos: encostando-os (fig. A) ou ligando-os por uma correia ou corrente (fig. B). Na transmissão por contato há inversão no sentido do movimento, o que não ocorre na transmissão por corrente (ou correia). No entanto as velocidade lineares têm o mesmo módulo em ambas as situações. Assim, Portanto, as velocidades angulares das rodas são inversamente proporcionais aos respectivos raios. Essa proporcionalidade inversa em relação aos raios vale também para as frequências e , pois: e . TRANSMISSÃO DE MCU (Por correia ou contato direto) Em situações em que polias ou discos estão em movimentos concêntricos ligados ao mesmo eixo de rotação, como na figura, as velocidades tangenciais (lineares) da periferia dos discos não são as mesmas, pois dependem dos raios desses discos, que podem ser diferentes. Porém, as grandezas angulares são as mesmas, assim como o sentido de giro. Nesse caso, Sendo: TRANSMISSÃO DE MCU (por eixo concêntrico) (mesmo período) (mesma frequência) O movimento circular uniformemente variado (MCUV) não é um movimento periódico, pois o módulo de sua velocidade varia e, portanto, o tempo de cada volta na circunferência é variável. Possui aceleração centrípeta, , e aceleração tangencial, . A aceleração total a é a soma vetorial de com , como se representa na figura abaixo. MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME VARIADO (MCUV) No quadro a seguir, temos todas as funções utilizadas no movimento circular uniformemente variado. Exercícios Resolvidos <número> Exercícios Resolvidos <número> Exercícios Resolvidos <número> image1.jpeg image2.wmf image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg image6.jpeg image7.jpeg image8.jpeg image9.jpeg image10.jpeg image11.jpeg image12.gif image13.gif image14.jpeg image15.jpeg image16.jpeg image17.jpeg image18.jpeg image19.jpeg image20.gif image21.jpeg image22.jpeg image23.jpeg image24.jpeg image25.jpeg image26.jpeg image27.jpeg image28.jpeg image29.jpeg image30.jpeg image31.jpeg image32.jpeg image33.jpeg