Movimento Circular

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Movimento circular
Discente: Amanda Carmo.
Data: 18/04/2021
Objetivo
O presente trabalho tem como objetivo compreender a importância do movimento circular, assim como suas principais características, fórmulas e aplicações. Dessa forma, apresentam-se situações presentes no cotidiano que podem auxiliar no entendimento do assunto. 
Principais conceitos 
O movimento circular está definido o movimento de rotação de um corpo ao redor de um eixo durante uma trajetória circular de raio constante. Ou seja, nesse movimento, há um força centrípeta (força responsável por provocar e manter a trajetória circular de um movimento) que muda a direção do vetor velocidade e é aplicada para o centro do círculo. Tal força centrípeta é responsável também pela aceleração centrípeta, onde a mesma é orientada para o centro da circunferência-trajetória.
Esse movimento é classificado acordo com a ausência (movimento circular uniforme) ou a presença de aceleração tangencial (movimento circular uniformemente variado).
Para o movimento circular, há grandezas angulares, que sempre são medidas em radianos, são elas:
Deslocamento/espaço angular: φ (phi); 
Velocidade angular: ω (ômega);
Aceleração angular: α (alpha);
Análise do movimento circular
Definição do movimento circular
Movimento circular uniforme (MCU)
Figura 1 – Os ponteiros do relógio apresentam movimento circular uniforme. 
Fórmulas do MCU
1. Espaço (φ) e deslocamento angular ():
φ = e = 
2. Velocidade angular e linear constante: 
ω = 2.π.f ou = (ambas angulares).
v = ω.R (linear);
3. Aceleração centrípeta: 
 = 
4. Período (T): intervalo de tempo que o movimento leva para voltar a se repetir. No MC, é o intervalo de tempo que o corpo leva para completar uma volta. 
O MCU ocorre quando um móvel qualquer movimenta-se sobre uma trajetória circular com velocidade de módulo constante. Tanto a velocidade escalar quanto a velocidade angular são constantes, mas o movimento é acelerado.
T = → = 
5.Frequência (f): número de repetições que esse número apresenta em um determinado intervalo de tempo. No MC, é o número de voltas que o corpo faz em um determinado intervalo de tempo. 
 f = →= 
6. Função horária do espaço angular 
φ = + ω.t
7. Força centrípeta:
= 
Principais conceitos 
Já o MCUV é um movimento circular que ocorre quando a velocidade angular do móvel varia de forma constante com o tempo. Isso significa que a rotação ocorre na presença de uma aceleração angular.
Figura 2 – Satélites artificiais apresentam movimento circular uniformemente variado. 
Fórmulas do MCUV
1. Aceleração angular média e centrípeta: 
= 
 = ².R
2. Velocidade angular final: 
 = + .t
3. Deslocamento angular: 
 = + 
Transmissão de movimento circular 
Duas rodas ou polias estão conectadas por uma correia ou corrente. Logo, essa correia ou corrente transmite o movimento a outra roda ou polia quando uma delas entra em movimento.
 = ; ; > ; < e < 
 = ⸫ = 
2.π..= 2.π..⸫ . = .
Movimento circular uniformemente variado (MCUV)
4. Força centrípeta: 
= 
Figura 3 –As coroas e as catracas de uma bicicleta fazem transmissão de movimento circular
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 
Sobre o movimento circular uniforme (MCU), é incorreto afirmar:
a) O módulo do vetor velocidade é constante.
b) O vetor velocidade muda continuamente
de direção e sentido, ou seja, existe
aceleração.
c) O módulo do vetor aceleração é constante.
d) O raio da trajetória circular R é
constante.
e) A aceleração tangencial é constante. 
Resposta correta: Letra e. A aceleração tangencial não está presente no MCU, apenas no MCUV.
2. Partindo do conceito do movimento circular:
Movimento de rotação de um corpo ao redor de um eixo durante uma trajetória circular de raio constante.
É resultado da aplicação de uma força centrífuga perpendicular à direção da velocidade de um corpo que se move com velocidade constante ou variável.
Para que seja melhor entendido, o movimento circular é dividido em duas partes: a parte angular e a parte espacial.
Mesmo que um corpo mova-se em  MCU, seu movimento será acelerado. 
V,V,V,V
F,V,F,F
V,F,V,V
V,F,V,F
F,F,F,V
Resposta correta: Letra c. A única alternativa falsa é a II. A força aplicada é a centrípeta, não a centrífuga.
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 
3. Quando o movimento circular se dá de forma cíclica, ou seja, se repete em intervalos de tempo
iguais, podemos associar a esse movimento duas características muito importantes, são elas:
Aceleração e tempo.
Velocidade e frequência.
Deslocamento e tempo.
Frequência e tempo.
Aceleração e velocidade.
Resposta correta: Letra d. O período (T) é o tempo necessário para a ocorrência de uma repetição e a frequência (f ) nos informa
quantas repetições ocorrem em uma unidade de tempo.
4. A força centrípeta é responsável por alterar a direção da velocidade do corpo e, além disso, aponta sempre para o centro das curva. Não está presente na fórmula :
a) Raio.	
b) Velocidade.
c) Espaço angular.	
d) Massa.
e) Nenhuma das alternativas.
Resposta correta: Letra c. Para calcularmos a força centrípeta, temos que: = , logo, o espaço angular não está presente.
VÍDEO TEÓRICO COMPLEMENTAR
O vídeo inicia-se com o professor Igor Meneses fazendo um comparativo entre uma pizza e um anel, para que possamos entender o que é um círculo, logo, explica que, a pizza é considerada um círculo por possuir recheio, conteúdo, não apenas uma “borda”, já o anel é considerada uma circunferência, o que é uma comparação interessante para que possamos entender o conteúdo, já que o movimento circular é uma circunferência. 
Após isso, ainda utilizando a circunferência, é apresentado o conceito do período e da frequência, mostrando assim como elas estão relacionadas.
Figura 4 – MOVIMENTO CIRCULAR- FÍSICA- PRF 2019.... [22:03]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=cVKs1lGIA-U&t=4s
VÍDEO TEÓRICO COMPLEMENTAR
Ao decorrer do vídeo nos é apresentado novas fórmulas. O professor aborda a velocidade linear, utilizada na circunferência, e a velocidade angular, utilizada no ângulo, mostra suas fórmulas e onde podemos aplicá-las, e ele nos explica que, tais fórmulas são derivadas da cinemática. Abordando a velocidade angular, por ser calculada em radianos, o professor revisa como podemos achar tal valor, o que é de grande valia pois, a maioria dos estudantes acabam esquecendo ou muita das vezes não sabem, apenas colocam na calculadora científica. 
Figura 5 – MOVIMENTO CIRCULAR- FÍSICA- PRF 2019.... [22:03]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=cVKs1lGIA-U&t=4s
VÍDEO TEÓRICO COMPLEMENTAR
Por fim, o professor faz uma comparação entre as velocidades, para que saibamos encontrar a velocidade angular quando se é dada a linear. 
Embora o vídeo seja relativamente curto para o assunto do movimento circular, pode-se perceber que, todas as fórmulas que são utilizadas para o MCU e MCUV são vistas na cinemática, não apenas a velocidade. Com a explicação inicial sobre a circunferência, podemos entender todas as fórmulas que serão utilizadas nesse movimento. 
Figura 6 – MOVIMENTO CIRCULAR- FÍSICA- PRF 2019.... [22:03]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=cVKs1lGIA-U&t=4s
EXPERIMENTO PRÁTICO
O vídeo proposto é um experimento do movimento circular uniforme. Embora esteja em outro idioma, o vídeo possui legenda e é autoexplicativo, logo, é possível reproduzi-lo facilmente.
Os materiais utilizados são: 04 copos de isopor ou plásticos, 04 canudos, 01 caneta, 01 isqueiro, 01 agulha, 01 garrafa de água e ventilador. 
Inicia-se o experimento furando os canudos com a agulha, colocando-a sobre os mesmos, formando uma cruz. Após isso, faz um novo furo no centro da tampa com a agulha, com os canudos em forma de cruz. É necessário deixar seguro para que os canudos possam dar voltas ao redor. 
Figura 7 – Movimiento Circular Experimento [5:08]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=hd3NO_2GysQ
EXPERIMENTO PRÁTICO
Em seguida, paga-se os copos, a caneta e o isqueiro. É necessário aquecer a ponta da caneta, para que consiga fazer um buraco nos copos com essa ponta aquecida. O próximo passo é queimara ponta de cada canudo e encaixá-las em cada um dos buracos feitos nos copos. É necessário queimar essas pontas para que os copos não caiam durante o experimento. A última fase se dá com o auxílio do ventilador, para que consiga dar as voltas necessárias. Logo, os copos começam a dar pequenos movimentos circulares até executar completamente o movimento. 
Nesse experimento, o movimento circular depende de um fator, que é a variação do vento. O experimento se assemelha à um cata-vento, onde a ponta das hélice descreve um MCU. 
Figura 8 – Movimiento Circular Experimento [5:08]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=hd3NO_2GysQ
APLICAÇÕES PRÁTICAS
Uma aplicação prática voltada para o cotidiano de um estudante de engenharia química, está no equipamento laboratorial, a centrífuga.
A centrífuga é um equipamento amplamente utilizada em laboratórios clínicos para separar diferentes fases de uma amostra de maneira muito eficiente, ou seja, permitem a separação de substâncias que possuem densidades diferentes em uma mistura via decantação. É construída de maneira que as amostras de soluções químicas que estão no seu interior sejam submetidas a um movimento circular uniforme, com elevada velocidade e grande força centrípeta, no fim, a amostra menos densa “flutua” sobre o menos denso. Podemos fazer uma analogia a máquina de lavar, que possui o mesmo princípio de movimento circular e força centrípeta. 
APLICAÇÕES PRÁTICAS
Outro exemplo do cotidiano está no movimento de rotação da Terra. 
No movimento de rotação, todos os pontos do objeto percorrem trajetórias circulares com a mesma velocidade angular. O movimento de rotação é dado com as equações do movimento circular uniforme e do movimento circular com aceleração constante e o período (T) da Terra no seu movimento de rotação é de 24 horas.
O movimento circular é classificado acordo com a ausência (MCU) ou a presença de aceleração tangencial (MCUV), e suas fórmulas são dadas a partir do estudo de cinética;
A importância do estudo desse movimento está na compreensão do funcionamento de situações que estão diariamente no nosso cotidiano, como no movimento de pneus de um automóvel, nas hélices do ventilador, as lâminas do liquidificador, a roda gigante no parque de diversões, a máquina de lavar;
Para aprimorar o trabalho, sugere-se que pudéssemos calcular a força tangencial, o período e a frequência observada por um objeto que realiza um MCU.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
HELERBROCK, Rafael. Movimento Circular. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular.htm>. Acesso em 14 de abr de 2021.
DIEHL, Alexandre. Cinemática 6. Disponível em: <https://wp.ufpel.edu.br/diehl/files/2018/08/FGA_aula6.pdf>. Acesso em 14 de abr de 2021.
SILVA, Domiciano. Movimento Circular Uniforme. Disponível em: <https://www.preparaenem.com/fisica/movimento-circular-uniforme.htm>. Acesso em 14 de abr de 2021.
MARTINS, Sandro D. Movimento Circular Uniforme. Disponível em: <https://slideplayer.com.br/slide/11746245/ >. Acesso em 14 de abr de 2021.
REFERÊNCIAS