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ZO LL AN 23 /G ET TY IM AG ES 14 7 Em alguns parques de diversões, é possível encontrar o brinquedo conhecido como “chapéu mexicano”, que consiste em estruturas montadas sobre um eixo vertical que pro- porcionam às pessoas descreverem um movimento circular uniforme (MCU). No Texas, Es- tados Unidos, encontra-se o "chapéu mexicano" mais alto do mundo, o SkyScreamer, com mais de cem metros de altura. Ele pode atingir uma velocidade escalar de 56 km/h. Movimento circular uniforme (MCU) 7 7 22 2 Fí si ca 14 8 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 1. Introdução O movimento circular está presente em várias situações, como no movimento dos pneus de um automóvel, no funcio- namento dos brinquedos giratórios de um parque de diver- sões, no movimento de satélites ao redor da Terra, no próprio movimento de rotação de nosso planeta, entre outros. O conhecimento preciso sobre movimento circular permi- tiu a construção de mecanismos complexos de engrenagens, como os encontrados nos relógios e no sistema de transmis- são em carros. AB OI KI S / S HU TT ER ST OC K Engrenagens de relógio mecânico Com o desenvolvimento da tecnologia e o uso dos con- ceitos de movimento circular, foi possível colocar satélites em órbita, desenvolver um sistema de posicionamento global (GPS) e construir os ultramodernos aceleradores de partículas. SP L / L AT IN ST OC K Large Hadron Collider – LHC (Grande Colisor de Hádrons) O objetivo deste capítulo é o estudo de um caso espe- cífico do movimento circular, o movimento circular e uni- forme (MCU), que, por definição, é um movimento em que a velocidade escalar instantânea apresenta intensidade constante. São exemplos de MCU: o movimento dos ponteiros dos relógios analógicos, o movimento de rotação da Terra e, por consequência, o movimento aparente das estrelas. SHIHINA / SHUTTERSTOCK Uma exposição de três horas mostra o movimento circular aparente das estrelas em torno da estrela Polaris. Assista ao vídeo sobre acelerador de partículas, disponível neste link: <https://www.youtube.com/ watch?v=VXp7rD80StE>. 2. Ângulos no movimento circular No estudo do MCU, um dos pré-requisitos básicos é o do- mínio de medida de ângulos em radianos. Suponha que tenhamos uma circunferência de raio R e que marquemos um ponto P, cuja distância em relação ao ponto 0, medida diretamente sobre o arco da circunferência, seja também R. P RR R 0C O ângulo definido pela linha, que liga o centro C e o ponto P, e o eixo horizontal é denominado 1 radiano, ou simples- mente 1 rad. Um radiano equivale a uma abertura de aproxi- madamente 57,3o. P θ = 1 rad 1 rad ≅ 57,3o RR R 0C 7 22 2 Fí si ca 14 9 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 Os matemáticos da Antiguidade perceberam um fato inte- ressante: para meia circunferência, não é possível obtermos um número “exato” de radianos. Entenda-se por “exato” um número racional. Naquela época, isso foi considerado mais que um escândalo, pois era uma ameaça às ideias de perfei- ção do mundo vigentes até então. Uma maneira de descobrir quantos radianos há em meia circunferência é medir o comprimento da base de um cilin- dro e dividir pelo seu diâmetro (2 · R); a esse valor, deu-se o nome de p, a letra p em grego, a qual se lê pi. Matematicamente, podemos escrever o comprimento da circunferência como: C = 2 · p · R Modernamente, sabemos que meia circunferência pode ser dividida em 3,14159265359... radianos. Observe que esse número é irracional, ou seja, apresenta infinitas casas após a vírgula. Usando um supercomputador, o engenheiro japonês Shi- geru Kondo e o estudante americano de ciências da compu- tação Alexander Yee quebraram o recorde mundial do núme- ro de dígitos calculados do p. Em 90 dias, eles conseguiram calcular cinco trilhões de dígitos, o equivalente a 6 terabytes de dados. Para simplificar, o valor de p será aproximado para 3,14 ou 3, dependendo do exercício. A. Relação entre graus e radianos Podemos fazer uma equivalência entre radianos e graus para que possamos trabalhar com medida de ângulo em ra- dianos. Veja alguns exemplos na tabela. Radianos Graus p 6 30 o p 4 45o 1 57,3o p 3 60 o p 2 90o 2 114,6o 3 171,9o p 180o 3 2 p 270o 2p 360o π 1 2 3 0 2π 3π 2 π 6 π 4 π 3 π 2 Para converter determinado ângulo θ fornecido em graus para radianos, basta montar uma regra de três simples, apli- cando a relação a seguir. p – 180o θrad – θgraus θ θ prad graus= ⋅= ⋅grau= ⋅ = ⋅ grau 180 3. Relação entre deslocamento escalar e deslocamento angular Consideremos um corpo descrevendo um movimento cir- cular, conforme mostra a figura. R ∆θ ∆s Nela, Ds é o deslocamento escalar, medido sobre o arco da circunferência, Dθ é o deslocamento angular, medido em rad, e R é o raio da circunferência. Por definição, o deslocamento angular Dθ é dado pela razão entre o deslocamento escalar Ds e o raio de curva- tura R. D D D D θ θ = s R ou s RD Ds R s R D Dθs R s R θ= ⋅s R s R = ⋅D D= ⋅ = ⋅ D Ds R s R D D= ⋅ s R= ⋅ D Dθ= ⋅ = ⋅ θs R s R θ= ⋅ s R= ⋅ θ 7 22 2 Fí si ca 15 0 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 Medidores de deslocamento A medição de deslocamentos lineares e angulares é de fundamental importância no campo da engenharia moderna. A produção em massa de elevada qualidade na indústria mecânica exige medição rápida, confiável e, se possível, com a mínima influência do operador. Esses requisitos são preenchidos pela medição diferencial. Os medidores de deslocamento, nessa aplicação, transformam um pequeno deslocamento captado por um sensor de medição em um deslocamento amplificado de um ponteiro, que possa ser lido num mostrador digital. O mensurando é, portanto, um deslocamento linear, em geral, bastante pequeno. A indicação representará sempre a diferença entre a dimensão da peça e a de um padrão para o qual o sistema é ajustado. A comparação é feita da seguinte maneira: • fixa-se o medidor de deslocamento em um dispositivo apropriado (figura A); • coloca-se o padrão sob o sensor do medidor de deslocamento (figura B) e "zera-se" a indicação, por exemplo, por meio do giro do mostrador até a coincidência do ponteiro com o zero da escala (figura C), ou do ajuste da altura da fixação do apalpador, utilizando-se dispositivo apropriado; • retira-se o padrão, coloca-se a peça e procede-se a leitura da diferença (figura D). Bloco padrão D (A) (B) 0 Bloco padrão (C) 0 Peça (D) 0 0 ∆θ D . ∆θ Disponível em: <http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/veriano/materiais/05_Medidoresdedeslocamento.pdf>. Acesso em: 1 out. 2014. Observação importante Para Ds e R, podemos utilizar qualquer unidade de me- dida de comprimento, com o devido cuidado de utilizar a mesma unidade para os dois. Já Dθ deve ser medido em radianos (rad). 4. Velocidades escalar e angular Consideremos um móvel que descreve um movimento circular e uniforme (com velocidade constante) entre os pon- tos P1 e P2 da trajetória a seguir, no sentido anti-horário. R P2(t2) P1(t1) ∆θ ∆s A velocidade escalar que o móvel apresenta sobre a traje- tória é sempre tangente à curva e no mesmo sentido de rota- ção, e seu módulo é dado por: v s t = DD Podemos definir a chamada velocidade angular w (w: l etra grega ômega) como a razão entre o deslocamento angular do móvel e o intervalo de tempo desse deslocamento. w θ= DDt No SI, as velocidades angulares são dadas em rad/s. Em outros sistemas, elas podem ser dadas em uma unida- de qualquer de ângulo dividido por uma unidade qualquer de tempo: rad/min, rad/h, rad/dia, grau/s, grau/min etc. A. Relação entre velocidade escalar e angular Usando as equações anteriores, é possível relacionar as duas modalidades de velocidade. Sendo v s t = DD e Ds = Dθ · R, temos: v R t mas t ent o= ⋅ =DD D D θ w θ, , :ã No v = w · R são: v =>m/s w => rad/s R => m 7 22 2 Fí si ca 15 1 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 5. Período e frequência Chamamos de período de um movimento circular e uni- forme o intervalo de tempo necessário para que o móvel rea- lize uma volta completa. Assim, para uma rotação, temos: Dθ = 2p rad ⇒ Dt = T (período) A Terra, por exemplo, gasta aproximadamente 24 horas para dar uma volta completa em torno de seu eixo, por isso um dia dura 24 horas. 23,5o A cada 24 horas, a Terra completa uma volta em torno de seu eixo. À medida que ela gira, experimentamos tempos alternados de dia e noite, de acordo com a posição da face do planeta em relação ao Sol. Se um móvel descreve um movimento circular e unifor- me, realizando três rotações em seis segundos, o seu período é de T = 2 s, ou seja, para completar uma rotação, o intervalo de tempo necessário é de 2 s. 3 rot – 6 s 1 rot – T T s= =6 3 2 Se adotarmos a seguinte convenção: N – número de rotações realizadas; Dt – tempo gasto no processo; teremos: N _____________________________ Dt 1 rot _____________________________ T T t N = D Em um fenômeno periódico, repetitivo, como no MCU, chama-se frequência (f) o número de vezes que o fenômeno se repete na unidade de tempo, ou seja, o número de rotações realizadas por unidade de tempo. Se um móvel em MCU completar 20 voltas em 10 s, então sua frequência (f) será de 2 rotações por segundo, ou seja, o móvel realizará 2 rotações em um segundo. 20 voltas _____________________________ 10 s f _____________________________ 1 s f rps= =20 10 2 Essa é a unidade de frequência no Sistema Internacional. Em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf H ertz, ela passou a se chamar hertz (Hz) e é usada para qualquer tipo de oscilação. THE LIBRARY OF CONGRESS PRINTS & PHOTOGRAPHS DIVISION Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), que demonstrou a existência da radiação eletromagnética e criou vários aparelhos de emissão e recepção de ondas de rádio. Usando a mesma convenção: N _____________________________ Dt f _____________________________ 1 s f N t = D Comparando as duas equações anteriores, podemos con- cluir que a frequência é o inverso do período e vice-versa. Então: f T = 1 ou T f = 1 A unidade de período é a mesma de tempo (hora, minuto, segundo etc.). A unidade de frequência pode ser rps (rotações por se- gundo ou Hz – (hertz), rpm (rotações por minuto) etc. A. Conversão de unidades É muito comum vermos, nos painéis dos carros, um pon- teiro indicando a frequência de rotação do motor em rpm, po- rém, no SI, devemos usar rps ou Hz. Para a conversão de rpm em rps, podemos usar a seguin- te relação: 1 rps = 60 rpm Para transformar Hz em rpm, devemos multiplicar a fre- quência por 60; para transformar rpm em Hz, devemos dividir a frequência por 60. Esquematicamente, temos: rps Hz rpm x 60 ÷ 60 7 22 2 Fí si ca 15 2 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 01. O aparelho de DVD tem a função de achar e ler as in- formações armazenadas em um DVD. Trata-se de um equi- pamento excepcionalmente preciso. O motor que gira o disco é precisamente controlado para efetuar de 200 a 500 rotações em um minuto. Considerando que o motor esteja efetuando 300 rotações a cada minuto, determine: a. a frequência em rpm; b. a frequência em Hz; c. o período em segundos. Resolução a. f N t f f rpm = = f r= = f r D 300 1 300f r300 300 f r b. f rpm f Hz = f H= = f H 300 60 5f H5 5 f H c. T f T T s = = T s= = T s 1 1 5 0 2T s0 2 0 2 T s,T s0 2 0 2 T s, , T s0 2 ,0 2 T s APRENDER SEMPRE 19 B. Cálculo das velocidades em função da frequência e do período Em muitos casos, será necessário calcular a velocidade escalar e a velocidade angular em função da frequência ou do período. Imaginemos uma partícula em movimento circular uni- forme, que leva um período (T) para completar uma volta e cujo deslocamento escalar é o comprimento da circunferência: Ds = 2 · p · R Assim: v s t = DD v R T = ⋅ ⋅2 p⋅ ⋅p p ⋅ ⋅ Como a frequência é o inverso do período: v = 2 · p · R · f O mesmo vale para a velocidade angular. w θ= DDt w p= ⋅2 T ou w = 2 · p · f 01. UFC-CE (adaptado) Um automóvel desloca-se em uma estrada horizontal com velocidade constante, de modo tal que seus pneus ro- lam sem qualquer deslizamento na pista. Cada pneu tem diâmetro D = 0,50 m, e um medidor colocado em um deles registra uma frequência de 840 rpm. Dado p = 3, qual a ve- locidade do automóvel em m/s? Resolução Convertendo a frequência para Hz: f rpm f Hz = f H= = f H 840 60 f H14 14 f H Então: v R f v v m s v R= ⋅ = ⋅ v R⋅ ⋅v R⋅ ⋅ ⋅ ⋅ v R = ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ v m= = v m 2v R2 2 v Rv R= ⋅ = ⋅ v R2 2 v R= ⋅ 2= ⋅ v R 2 3= ⋅2 3 2 3 = ⋅ 0 5 2 14 21v m21 21 v m pv Rp p v R ,0 5, , 0 5 / APRENDER SEMPRE 20 Como o velocímetro mede a velocidade do carro? O velocímetro funciona como um tradutor da velocidade, o que pode ser feito pela rotação da roda ou pela rotação do motor. Atualmente, analisa-se a velocidade pela rotação do motor, que cria impulsos elétricos em um sensor co- nectado a um microcomputador, o qual traduz esses impulsos elétricos para a velocidade em km/h. Essa tecnologia vem substituindo os ve- locímetros mecânicos, menos precisos, que rei- naram do início do século XX aos anos 1990. Nesses modelos, o giro da roda é transmitido por um cabo até um ímã localizado atrás do painel. Ao girar, o ímã cria um campo magné- tico, que será responsável por movimentar o ponteiro e indicar a velocidade. Na imagem a seguir, temos um exemplo de velocíme- tro (à direita) . Ao lado dele, temos o popularmente conheci- do “conta-giros” (à esquerda) , o indicador de quantas rota- ções por minuto o motor do carro realiza. DEEK/SHUTTERSTOCK Disponível em: http://mundoestranho.abril.com.br/ materia/como-o-velocimetro-mede-a-velocidade-do- carro. Acesso em: 4 out. 2014. Adaptado. 7 22 2 Fí si ca 15 3 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 6. Função horária angular para o MCU No estudo do MU, mostramos que a posição de um mó- vel pode ser obtida por meio da equação horária do espaço s = s0 + v ∙ t. Se dividirmos todos os membros dessa equa- ção por R, obteremos a equação horária angular do MCU. s R s R v R t= + ⋅0 θ = θ0 + w · t Em que: θ é a posição angular em rad ; θ0 é a posição angular inicial em rad ; w é a velocidade angular rad/s . Informação complementar Se o movimento for circular e uniformemente acelerado ou retardado, poderá ser feito o mesmo procedimento descrito para a função angular no MCU. Exemplos Função horária angular: θ θ w α= +θ θ= + = + θ θ ⋅ + ⋅0= +0 0 = + 2 2 t⋅ +t t ⋅ + t Função horária da velocidade angular: w = w0 + α · t Sendo α a aceleração angular em rad/s2. 01. A função horária da posição angular de uma partícula em tráfego, em uma circunferência de raio 2 m, é dada por: θ = 4 + 2 · t (SI) Pede-se: a. a posição angular inicial e a velocidade angular da partícula; b. a velocidade linear; c. o período e a frequência de seu movimento. Resolução a. θ0 = 4 rad w = 2 rad/s b. v = w · R v = 2 · 2 v = 4 m/s c. w = 2 · p · f 2 = 2 · 3 · f f = 1/3 Hz T f T T s = = T s= = T s 1 1 1 3 3T s3 3 T s APRENDER SEMPRE 21 7. Aceleração centrípeta no MCU Vimos, no módulo 15, que todo objeto que descreve um movimento curvilíneo apresenta um tipo muito especial de aceleração: a centrípeta, que é em módulo a v Rc = 2 No MCU, é muito útil escrever a aceleração centrípeta em função da velocidade angular. Como v = w · R, temos: a R R R Rc = ⋅( ) = ⋅w w 2 2 2 ac = w2 · R Na hora de escolher uma máquina de lavar roupas, é muito importante verificar a frequência de centrifugação. O problema é que a maioria dos equipamentos só fornece o valor no manual de instrução. Então vale a pena baixar o manual no site daempresa para verificar essa funciona- lidade, pois uma boa centrifugação chega a ser 70% mais econômica que a máquina de secar. O valor da velocidade de centrifugação é medido em rpm (rotações por minuto) e varia normalmente entre 500 rpm e 1 300 rpm. O valor mínimo para uma boa centrifugação é de 700 rpm. Tensão 127 V~ / 220 V~ Variação de tensão admitida (106 a 132) / (198 a 242) V Frequência 60 Hz Consumo de energia1 0,31 kWh Consumo de água1 137 L Capacidade de roupa seca2 11 kg Corrente máxima 105 A / 5,5 A Potência máxima 850 W Centrifugação 750 rpm Exemplo das informações técnicas presentes nos manuais das máquinas de lavar 7 22 2 Fí si ca 15 4 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 8. Organizador gráfico A. Velocidade CaracterísticasTema Tópico Subtópico destaqueSubtópico Apenas texto Velocidade An gu la r ∆θ ∆tω = ∆s ∆tv = ∆t N T = 1 f T = N ∆tf = 2 · π T ω = ω = 2 · π · f 2 · π · R T ω = ω = 2 · π · R· f v = ω · R Es ca la r Pode ser escrito em função do período da frequência V IC TO R TO RR ES / SH UT TE RS TO CK 7 22 2 Fí si ca 15 5 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 02. Fuvest-SP O ponteiro dos minutos de um relógio mede 50 cm. a. Qual é a velocidade angular do ponteiro? b. Calcule a velocidade linear da extremidade do ponteiro. Módulo 16 Movimento circular uniforme (MCU) Exercícios de Aplicação 01. Complete os espaços fazendo corretamente as conver- sões de unidades. a. 60o = _______________________________ rad b. 150o = _______________________________ rad c. 23 p rad = _______________________________ g raus d. 7 6 p rad = _______________________________ graus 03. A Terra, cujo raio é de 6 400 km, leva 24 horas ou 86 400 segundos para completar o movimento de rotação. O que acon- teceria com as pessoas se a Terra parasse de girar subitamente? Se necessário, adote p = 3. a. Elas sairiam pela tangente com velocidade de 500 m/s. b. Elas sairiam perpendicularmente com velocidade de 1 600 km/h. c. Elas continuariam paradas em relação à Terra. d. Elas sairiam tangenciando a Terra com velocidade de 1 600 km/h. e. Elas seriam arremessadas no sentido oposto ao de rotação da Terra. 7 22 2 Fí si ca 15 6 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 04. Enem Um móvel executa um movimento circular de raio 5 m. O deslocamento angular do móvel quando ele percorre 30 m de deslocamento linear é de: a. 6 rad b. 1 6 rad c. 30 rad d. 5 rad e. 150 rad 05. A roda de um automóvel tem raio de 30 cm. Calcule o número de voltas dadas pela roda após o carro ter percorrido 180 m. Considere p = 3. Exercícios Extras Seu espaço 7 22 2 Fí si ca 15 9 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 Módulo 17 Período e frequência Exercícios de Aplicação 01. Uma partícula percorre uma trajetória circular com veloci- dade escalar constante. Entre os instantes t1 = 1,0 s e t2 = 8,0 s, seu percurso é de exatamente 14 voltas. Calcule: a. o período T do movimento; b. a frequência do movimento em Hz e rpm. 02. A polia de um motor elétrico gira em MCU, descrevendo 750 rotações em 15 segundos. Calcule: a. a frequência da polia em Hz e em rpm; b. seu período em segundos; c. a velocidade angular w da polia em rad/s; d. a velocidade escalar de um ponto da periferia da polia, em m/s, sabendo que o raio da mesma é de 20 cm. 7 22 2 Fí si ca 16 0 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 03. UEL-PR (adaptado) O cavalo anda nas pontas dos cascos. Ne- nhum animal se parece tanto com uma estrela do corpo de balé quanto um puro sangue em perfeito equilíbrio, que a mão de quem o monta parece manter suspenso. Degas pintou-o e pro- curou concentrar todos os aspectos e funções do cavalo de corrida: treinamento, velocidade, apostas e fraudes, beleza, elegância suprema. Ele foi um dos primeiros a estudar as verdadei- ras figuras do nobre animal em movimento, por meio dos instantâneos do grande Muybridge. De resto, amava e apreciava a fotografia, em uma época em que os artistas a desdenhavam ou não ousavam confessar que a utilizavam. VALÉRY, P. Degas Dança Desenho. São Paulo: Cosac & Naif, 2003. p. 77. Adaptado. Eadweard Muybrige Muybridge. Galloping Horse, 1878. Disponível em: <http://www.masters-of-photography.com/M/muybridge/muybridge_ galloping_horse_full.html>. Acesso em: 20 out. 2010. Adaptado. Suponha que a sequência de imagens apresentada na fi- gura tenha sido obtida com o auxílio de câmeras fotográficas dispostas a cada 1,5 m, ao longo da trajetória do cavalo. Sabendo-se que a frequência de movimento das patas do cavalo foi de 0,5 Hz, é correto afirmar que: a. o período de movimento das patas do cavalo foi de 0,5 segundos. b. o tempo decorrido entre as 12 fotos foi de 6 segundos. c. o deslocamento do cavalo durante um período foi de 11,5 metros. d. a velocidade média do cavalo é 7,5 m/s. e. a velocidade média do cavalo é 5,75 m/s 7 22 2 Fí si ca 16 1 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 Exercícios Extras 04. FEI-SP Em uma máquina de cortar grama, o comprimento má- ximo do fio que corta a grama é L = 25 cm. Se a velocidade máxima que a extremidade do fio pode ter é de 5 m/s, qual é a rotação máxima do motor? a. 600p rpm b. 500p rpm c. 400p rpm d. 500p rpm e. 400p rpm 05. UERJ Uma pequena pedra amarrada a uma das extremidades de um fio inextensível de 1 m de comprimento, preso a um galho de árvore pela outra extremidade, oscila sob ação do vento entre dois pontos equidistantes e próximos à vertical. Durante 10 s, observou-se que a pedra foi de um extremo ao outro, retornando ao ponto de partida, 20 vezes. Calcule a frequência de oscilação desse pêndulo. Seu espaço 7 22 2 Fí si ca 16 4 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 Módulo 18 Função horária Exercícios de Aplicação 01. Um ponto material descreve um MCU de raio R = 10 cm cuja trajetória está representada a seguir, de maneira que, no instante t0 = 0 s, sua posição angular P0 é θ 0 = p2 rad e, no ins- tante t1 = 3,0 s, sua posição angular P2 é θ = 2p rad. R + 0C a. Represente na trajetória essas duas posições. b. Calcule sua velocidade angular média. c. Calcule sua velocidade angular no instante t1. d. Calcule sua frequência em hertz. e. Encontre a função horária angular que descreve o mo- vimento. f. Calcule sua aceleração centrípeta. 7 22 2 Fí si ca 16 5 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 02. Um ponto material descreve um MCU e no instante t0 = 0 s encontra-se na posição angular θ = p 4 rad. Sabendo que sua velocidade angular é w = p rad/ s, encontre: a. a função horária angular dess e MCU; b. a posição angular (fase) no instante t = 10 s. 03. Udesc (adaptado) Considere o looping mostrado na figura, constituído por um trilho inclinado seguido de um círculo. Quando uma pequena esfera é abandonada no trecho inclinado do trilho, a partir de determinada altura, percorre toda a trajetória curva do trilho, sempre em contato com ele e com velocidade constante. Sendo v a velocidade instantânea e a a aceleração da es- fera, o esquema que melhor representa esses dois vetores no ponto mais alto da trajetória no interior do círculo é: a. v a b. v a c. a v d. a v 7 22 2 Fí si ca 16 6 Ci ên ci as d a Na tu re za e s ua s Te cn ol og ia s EM I-1 5- 60 Exercícios Extras 04. CFT-SC Toda vez que o vetor velocidade sofre alguma variação, significa que existe uma aceleração atuando. Existem a ace- leração tangencial ou linear e a aceleração centrípeta. Assinale a alternativa correta que caracteriza cada uma dessas duas acelerações. a. Aceleração tangencial éconsequência da variação no módulo do vetor velocidade; aceleração centrípeta é con- sequência da variação na direção do vetor velocidade. b. Aceleração tangencial é consequência da variação na direção do vetor velocidade; aceleração centrípeta é con- sequência da variação no módulo do vetor velocidade. c. Aceleração tangencial só aparece no MRUV; acelera- ção centrípeta só aparece no MCU. d. Aceleração tangencial tem sempre a mesma direção e sentido do vetor velocidade; aceleração centrípeta é sempre perpendicular ao vetor velocidade. e. Aceleração centrípeta tem sempre a mesma direção e sentido do vetor velocidade; aceleração tangencial é sempre perpendicular ao vetor velocidade. 05. UEFS-BA Se uma partícula descreve uma trajetória circular de raio 1 m, realizando 2 voltas, em cada 8 s, então a aceleração cen- trípeta dela é, aproximadamente, igual a: Considere p2 = 10. a. 0,5 m/s2 b. 1,2 m/s2 c. 1,8 m/s2 d. 2,5 m/s2 e. 3,4 m/s2 Seu espaço
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