Movimento Circular

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MOVIMENTO CIRCULAR
Dis.: Maisa Guedes Amorim Santos e Ruann Karlos Souza
18 de Abril de 2021.
OBJETIVO
O objetivo desta apresentação é estudar o Movimento Circular, apresentar seus conceitos, observar suas características, e absorver toda a informação do conteúdo a partir de exercícios e experimentos.
PRINCIPAIS CONCEITOS
Movimento Circular
O movimento circular é o movimento de um objeto girando em torno de um eixo ao longo de um caminho circular com raio constante. Se a velocidade de rotação for constante, esse movimento pode ser uniforme; se a velocidade de rotação mudar com o tempo, esse movimento pode ser variável.
Grandezas Angulares
1. Espaço Angular 
Por se tratar de um movimento circular, podemos obter sua posição pelo ângulo de deslocamento, que é composto pelo ângulo central do círculo correspondente ao arco S. A unidade do espaço angular será a mesma que a unidade usada na medição dos ângulos, graus básicos e radianos. A unidade de radianos (rad) será encontrada e usada com mais frequência porque está mais simplesmente relacionada a metros (m).
1.1 Radiano
O radiano é uma medida da medida do ângulo central, de forma que o radiano determina o arco AB cujo comprimento é igual ao raio do círculo na circunferência. Com base na figura abaixo, concluímos que se o arco AB for igual a R, o ângulo φ será igual a 1 rad. O espaço angular pode ser obtido por expressões matemáticas em função do espaço S. 
Figura 2 – Espaço Angular
Logo:
 2. Velocidade Angular: média e instantânea
Na cinemática escalar, definimos a velocidade média como a variação do espaço angular na variação do tempo. A velocidade angular média refere-se à variação do ângulo central. Desta forma, a velocidade angular média consiste em:
Pela analogia com o escalar cinemático, veremos que a velocidade angular imediata é publicada pela fórmula:
3. Aceleração Angular: média e instantânea
A aceleração angular média é definida como:
Já a aceleração angular instantânea, seguindo a regra, é dada por: 
Figura 3 – Aceleração Angular
4. Período (T) e Frequência (F)
Em um movimento periódico, é definido como um período (T) o menor tempo para repetir esse fenômeno.
No caso mais específico do movimento circular, o período será o tempo necessário para a partícula para completar um retorno.
A frequência (f) de um movimento consiste no número, em que frequência um determinado fenômeno ocorre em uma unidade de tempo. O valor de frequência depende da unidade de tempo selecionada.
Logo: 
Figura 4 – Período e Frequência
5. Aceleração Centrípeta
É a aceleração que causa a mudança na velocidade da velocidade de alguns telefones celulares que executam um movimento circular. Aponta o feixe de movimento e está ligado pela velocidade de escalada do aumento da praça móvel, dividida pelo feixe da circunferência. Esta aceleração sobe graças à ação de uma força central, ou seja, uma força indicando o centro de uma trajetória. Essas forças centrais são chamadas de forças centrípetas. Fórmula: 
Figura 5 – Aceleração Centrípeta
5.1 Força Centrípeta
Força centrípeta é a força resultante que atua sobre um corpo e descreve um movimento em trajetória circular. Fórmula: 
Figura 6 – Força centrípeta
6. Movimento Circular Uniforme (MCU)
O MCU consiste em um movimento uniforme, em circunferência, os móveis através dos espaços e os ângulos são iguais a tempo, isto é, que suas velocidades lineares e angulares são acelerações constantes e angulares e tangentes são zero. Como um movimento, o MCU tem a função horária do movimento que tem duas formas: linear e angular. A forma linear é a mesma que a da cinemática escalar:
Sua forma angular é: 
Figura 7 – MCU
7. Movimento Circular Uniformemente Variado (MCUV)
É um movimento acelerado em que uma partícula se move ao longo de uma trajetória circular de rádio constante. Ao contrário do movimento circular uniforme, em MCUV, existem, além da aceleração da centrípeta, uma aceleração angular, responsável por uma variação à velocidade na qual o ângulo está viajando. 
Fórmula principal MCUV: 
8. Transmissão de Movimento Circular
O movimento circular pode ser transmitido por rodas através do contato ou a conexão entre eles usando uma correia. Depois de "contato" e estabeleceu o movimento circular, faremos algumas análises. Se duas rodas conectadas através de um cinto e um raio (R1 for menor que o R2) em que a transmissão ocorre da roda de raio inferior à maior. 
A velocidade escalar entre elas é a mesma (para os pontos da extremidade), logo:
Figura 8 – Transmissão de movimento circular
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
2 – Assinale a opção INCORRETA em relação às características do Movimento Circular:
a) À esquerda, o deslocamento angular é negativo. No sentido horário, o deslocamento angular é positivo. 
b) A velocidade angular média é uma proporção entre o movimento angular para o intervalo de tempo do movimento.
c) No deslocamento linear, temos um movimento angular se calcularmos a diferença entre a posição final do canto e a posição inicial do canto.
d) A trajetória é circular, é deduzida que o tempo para concluir a mudança é sempre o mesmo, isto é, de tempos em tempos, o ponto de material passa pela mesma posição. 
Resposta: Letra A. O deslocamento angular à esquerda é positivo e ao sentido horário é negativo.
1 – Associe as colunas afirmativas a seguir:
1. Velocidade Angular 
2. Movimento Circular Uniforme
3. Espaço Angular
( ) Pode ser obtido por expressões matemáticas em função do espaço S. 
( ) Sua unidade no sistema internacional é a seguinte: rad/s. 
( ) O ponto de material funciona nas mesmas distâncias em intervalos de tempo iguais.
a) 1, 2, 3
b) 3, 2,1
c) 2, 1, 3
d) 3, 1, 2
Reposta: LETRA D. A alternativa em questão está de acordo com as colunas apresentadas.
3 – Sobre a Transmissão de movimento circular uniforme, assinale a alternativa CORRETA:
a) É possível efetuar a transmissão de movimento circular entre uma roda ou um disco.
b) Na transmissão por contato há inversão no sentido do movimento, o que não ocorre na transmissão por corrente.
c) As velocidades lineares dos pontos periféricos de uma roda, em um instante, tendo um módulo.
d) É usado para usar equipamentos, cujos dentes se destroem quando estão em contato.
Resposta: LETRA B. A alternativa em questão está de acordo com o conceito apresentado.
4 – No que se refere aos conceitos do Movimento Circular, assinale a alternativa CORRETA:
a) Como um movimento, o MCU tem a função horária do movimento que tem duas formas: linear e angular. 
b) Força centrípeta é a força resultante que atua sobre um corpo e descreve um movimento em trajetória circular. 
c) O movimento circular pode ser transmitido por rodas através do contato ou a conexão entre eles usando uma correia. 
d) Todas as alternativas estão corretas.
Resposta: Letra D. De acordo com as afirmativas, todas as alternativas estão corretas.
VÍDEO TEÓRICO COMPLEMENTAR
Como vimos, o vídeo introduz primeiro o conceito de movimento circular, o professor deu uma explicação clara sobre isso e deu alguns exemplos, como pneus de bicicleta, CD player e movimento de satélites em torno de satélites. O movimento da Terra em torno de seu eixo e o movimento da Terra são exemplos de movimento circular.
Figura 9 – Movimento Circular: Conceitos iniciais [10:34]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=JokGd5k5OyE
No decorrer do vídeo o professor ensina a medição de um raio, faz também a explicação de radianos em torno de uma circunferência. Posteriormente ele segue com as explicações e mostra formulas de calculas para essa circunferência.
Figura 10 – Movimento Circular: Conceitos iniciais [10:34]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=JokGd5k5OyE
Ao final do vídeo como podemos visualizar na imagem, ele segue a definição de “PI” e mostra como achar o raio e a circunferência através das formulas.
Figura 11 – Movimento Circular: Conceitos iniciais [10:34]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=JokGd5k5OyE
EXPERIMENTO PRÁTICO
Aoinício do vídeo podemos ver o processo de apresentação com os alunos um a um para demonstrar o tema. Eles fizeram um resumo básico do movimento circular uniforme e disseram no início do vídeo que o movimento pode ser visualizado no ventilador, roda e agitador. Em seguida, eles mostraram os objetos que serão utilizados no experimento, que são: um disco de plástico, um canudo, uma caneta, uma fita, uma bexiga, uma régua para medir o raio do disco e uma garrafa com água.
Figura 12 – Experimento movimento circular uniforme [2:28]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=QXhxDyG0C24
Em todo o vídeo, como mostra a figura abaixo, os materiais estão montados, fixe a bexiga no canudo e fixe com fita, prenda o canudo no quadro e cole novamente com fita adesiva, depois coloque a caneta no centro Posicione depois disso, e instale O aparelho do vídeo é colocado dentro da garrafa. Depois de encher a bexiga, você pode observar a placa em um movimento circular. 
No final do vídeo, os alunos explicaram a função que será usada para o cálculo, deram a fórmula da função e disseram quantos radianos vale cada parte da função.
Figura 12 – Experimento movimento circular uniforme [2:28]
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=QXhxDyG0C24
APLICAÇÕES PRÁTICAS
Ao andar de bicicleta enquanto pedala, gira os pedais que são passados ​​para a roda traseira e mova a bicicleta para frente. Existem duas maneiras de transferir o movimento circular: do final ou do centro. Após o acabamento da borda, a velocidade linear (ou da borda) será mantida. Quando feito do centro, a velocidade angular permanecerá constante. Em uma bicicleta, a transmissão pela extremidade é completada pela corrente, e a transmissão pelo centro é entre a catraca e a roda.
Podemos falar também da rotação da Terra que é importante para a formação do dia e da noite. Comparado com o eixo de rotação da Terra, basicamente andamos em círculos na superfície da Terra. Pode-se dizer que estamos em velocidade angular.
Considerações finais
O espaço angular que formava o espaço da culinária quando um celular é definido em uma abertura angular φ chamado com relação ao ponto. 
Analógico na velocidade linear, podemos definir a velocidade angular média, como a relação entre deslocamento angular para a faixa de movimento. 
Após a mesma analogia usada para a velocidade angular, definimos a aceleração angular média. 
Período (t) é o intervalo mínimo de tempo para um fenômeno cíclico ser repetido. Sua unidade é a unidade de tempo (segundo, minuto, hora . ) A frequência (f) é o número de vezes que ocorre um fenômeno em uma determinada unidade de tempo. 
O corpo está em um movimento curvo uniforme quando sua trajetória é descrita por um círculo com um "ixo de rotação "a uma distância R, e sua velocidade é constante, isto é, em todos os pontos da estrada. 
referências
BARBOSA, Paulo César Puga. Movimento Circular Uniforme. Disponível em: http://200.129.168.193/wp_fisica/wp-content/uploads/2015/07/Paulo-C%C3%A9sar.pdf > Acesso em 14 de Abril de 2021.
MARQUES, Gil da Costa. Movimento Circular. Disponível em: http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840793/LOM3100/Movimento%20circular.pdf > Acesso em 14 de Abril de 2021.
DE SOUZA, Nelson Lima. Movimentos Circulares. Disponível em: http://educacao.globo.com/fisica/assunto/mecanica/movimentos-circulares.html > Acesso em 16 de Abril de 2021.
HELERBROCK, Rafael. Forças Centrípetas. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-centripeta.htm > Acesso em 17 de Abril de 2021.