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Movimento circular é aquele cuja trajetória descreve um arco de circunferência.
Na figura acima, a força que mantém o móvel em uma trajetória circular é a atração gravitacional da Terra. Esta força tem origem no satélite e aponta sempre para o centro da Terra e faz o papel de força centrípeta. Como neste caso a força é sempre perpendicular ao movimento, ela não muda o módulo da velocidade, apenas muda a sua direção.
Introdução ao Movimento Circular
- Posição angular \((\phi)\)
- É análoga a posição linear \( s(t) \) , sua unidade é \( [\phi(t)]=rad \) .
- Velocidade angular \((\omega)\)
- É análoga a velocidade linear \(v(t)\) , sua unidade é \( [\omega(t)] = \frac{rad}{s} \) .
- Aceleração angular \((\alpha)\)
- É análoga a aceleração linear \(a(t)\) , sua unidade é \( [\alpha(t)] = \frac{rad}{s^2} \) .
- Aceleração centrípeta \((\vec{a}_{c})\)
- É a aceleração que aponta para o centro da trajetória circular, ela quem mantém o corpo nesta trajetória, sua unidade é \( [a_{c}]=\frac{m}{s^2} \) e \( a_{c} = r \omega^2 = \frac{v^2}{r}\)
- Velocidade média angular \((\omega_m)\)
- \(\omega_m = \frac{\Delta \phi}{\Delta t}\) , sua unidade é \([\omega_m]=\frac{rad}{s}\)
- Aceleração média angular \((\alpha_m)\)
- \(\alpha_m = \frac{\Delta \omega}{\Delta t}\) , sua unidade é \([\alpha_m]=\frac{m}{s^2}\)
Todas as unidades estão no Sistema Internacional (S.I.).
Relação com o movimento linear: \( s(t) = r\phi(t)\) , \( v(t) = r\omega(t)\) e \( a(t) = r\alpha(t)\) .
Movimento Circular Uniforme (MCU)
É o movimento no qual a velocidade angular é constante e diferente de zero. Funções horárias do MCU: \begin{align} \omega(t) &= \omega_0 \notag \\ \phi(t) &= \phi_0 + \omega_0 t \notag \end{align} Para descrever um movimento circular uniforme, também são utilizadas as grandezas:- Período \((\tau)\)
- Intervalo de tempo gasto pelo móvel para dar uma volta completa, sua unidade é \([\tau]=s\) .
- Frequência \((f)\)
- Número de repetições na unidade de tempo, sua unidade é o Hertz, \([f]=\frac{1}{segundos}=Hz\) .
Relação com a velocidade angular: \( \omega = \frac{2 \pi}{\tau} = 2 \pi f\) .
Movimento Circular Uniforme Variado(MCUV)
É o movimento no qual a aceleração angular é constante e diferente de zero. Suas equações são análogas ao movimento uniformemente variado: \begin{align} \phi(t) &= \phi_0 + \omega_0 t + \alpha \frac{t^2}{2} \notag \\ \omega(t) &= \omega_0 + \alpha t \notag \\ \omega^2 &= \omega_0^2 +2 \alpha \Delta \phi \notag \end{align}
