Forças no Movimento Circular
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Forças no Movimento Circular

Forças em trajetórias curvilíneas

Sempre que um objeto realiza uma trajetória curva qualquer atua sobre ele uma força resultante que tem a direção e o sentido do centro da curva, denominada de RESULTANTE CENTRIPETA.



Aceleração Normal e Tangencial
Quando um corpo realiza uma trajetória curvilínea, a sua velocidade sofre sempre variação de direção, podendo ou não sofrer variação de módulo. Sabe-se que o agente responsável por produzir variação na velocidade é a aceleração.
Ao realizar uma curva esta aceleração pode ser decomposta em duas: ACELERAÇÃO TANGENCIAL E ACELERAÇÃO NORMAL.



Aceleração Tangencial: É a componente da aceleração que atua na mesma direção do vetor velocidade. Tem por finalidade produzir variação no módulo da velocidade. O módulo da aceleração tangencial recebe o nome de aceleração escalar.

Aceleração Normal: É a componete da aceleração que atua perpendicular ao vetor velocidade. Tem por finalidade produzir variação na direção e no sentido do vetor velocidade. O módulo da aceleração normal é denominado de aceleração centrípeta.





Neste exemplo como o módulo de V é constante a aceleração tangencial é nula (at = 0), já o sentido do vetor velocidade varia (ora para direita, ora para baixo, esquerda ou para cima) a celeração centrípeta é diferente de zero (ac ‡ 0).

acp = v2/R

CALCULO DA RESULTANTE CENTRIPETA PARA ALGUMA SITUAÇÕES COTIDIANAS

Quando um carro realiza uma curva horizontal atuam sobra ele as forças PESO(P), NORMAL (N) E FARÇA DE ATRITO (fat). Ao se desenhar essas forças verifica-se que a força de atrito e a única que atua na diração do centro e apontando para ele, logo poderá ser CHAMADA DE RESULTANTE CENTRIPETA.

Em uma avião realizando uma curva horizontal pode-se verificar à ação de duas forças sobre ele que são: FORÇA PESO (P) E FORÇÃ DE SUSTENTAÇÃO (F). É possível observar que nenhuma delas aponta para o centro, logo deve-se projetar uma delas para o centro de acordo com a conveniência, nesse exemplo a força que que tem uma de sua projeções passando no centro da curva e a FORÇA (F).

Ao passa por uma depressão ou lambada, pode-se considerar que atuam as forças PESO (P) E NORNAL(N) na direção vertical, ambas radial. Nesse casso deve-se calcular a resultante centrípeta sem esquecer que a mesma deve ter seu sentido voltado para o centro da curva, logo temos duas situações coes possíveis.

GLOBO DA MORTE
No Globo da Morte a determinação da Resultante Centrípeta depende da posição em que o conjunto moto+piloto esta. Caso seja no topo do globo temos a situação ilustrada ao lado.

GRAVIDADE SIMULADA EM NAVES
Na Terra a sensação de peso ocorre devido a força de reação normal (N) que recebemos da superfície de apoio. Na situação de equilíbrio N = P = mg.

Já no interior de naves espaciais podemos evitar a flutuação dos cosmonautas através da rotação da nave. Esta rotação cria um campo gravitacional aparente, obrigando-os a trocar uma força de reação normal com o piso da nave. Suponha uma nave espacial, em forma de cilindro oco de raio R, mostrada abaixo, girando com velocidade angular constante ( ) em torno de um eixo E.

Um astronauta solidário à essa nave girante, deve receber do piso da nave uma força normal que funcione como sua resultante centrípeta

PÊNDULO CÔNICO
No pêndulo cônico da figura ao lado observa-se que duas forças atuam sobre a massa pendular: TRAÇÃO NO FIO (T) e FORÇA PESO (P). Nenhuma delas passa da curva descrita no plano vertical. Logo, o procedimento é a decomposição daquela que permita uma projeção para o centro curva, no caso a força de TRAÇÃO.







Algosobre Vestibular
A soma vetorial da força peso com a força normal é zero porque a moeda não tem movimento vertical. Assim, a força de atrito estático, que a superfície do ...
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