Vamos Estudar Física do movimento circular uniforme

O movimento circular uniforme é um movimento que está presente no nosso dia a dia e mesmo assim, quase não damos conta disto.

Temos movimento circular uniforme nas hélices de um ventilador que está ligado, nas hélices do liquidificador, nas rodas de um carro que anda com velocidade constante, no movimento de rotação da Terra, no movimento da lua em volta da Terra entre tantos outros movimentos.

 Grandezas Físicas Angulares

No movimento circular uniforme é introduzido algumas grandezas denominadas de grandezas angulares, que tem a função semelhante das grandezas lineares definidas em movimento de translação (s= espaço linear, v= velocidade linear e a= aceleração linear).

Espaço angular ( θ ).

Espaço angular  θ, corresponde ao ângulo que certo móvel executou em um movimento circular a partir de certo ponto do círculo. Por tanto, a medida do ângulo será expressa em radiano     ( rad). Define-se radiano como a razão entre o arco de circulo (S) formado pela rotação de um ângulo θ e o respectivo raio (R) do círculo.

Quando a medida do arco (S) for exatamente igual a medida do raio R, teremos um ângulo correspondente a 1 rad (um radiano).

Fica fácil a conversão de radiano para graus e vice-versa, pois em uma volta completa teremos um arco correspondente a um comprimento do circulo, S=2π.R , logo θ= 2πR/R = 2π rad.

 

Exercício/Exemplo

Velocidade angular média (ω_m)

A velocidade angular média é definida da mesma forma que definimos a velocidade escalar média (velocidade linear).

Velocidade angular média ω_m= ∆θ/∆t (espaço angular executado pelo móvel dividido pelo intervalo de tempo) a unidade é rad/s. Podemos relacionar a velocidade linear com a velocidade angular da seguinte forma:

Exercício/Exemplo

Certo móvel possui uma velocidade de 20 m/s, numa trajetória circular de raio  R= 300 m. Determine a velocidade angular deste móvel?

Quanto corresponde em graus a velocidade angular acima?

Significa que o móvel percorre 1/15 rad em cada segundo, ou seja, 3,82° em cada segundo.

Aceleração angular (α)

Sabemos que os movimentos podem ser uniformes, variado ou uniformemente variado. Então, no movimento circular pode ter qualquer um desses movimentos. A aceleração angular média é definida da mesma forma que foi definida a aceleração escalar média         ( aceleração linear), mas agora com as grandezas angulares.

 α = ∆ω/∆t , onde a unidade é dada em rad/s²  e podemos chegar a seguinte relação:

α = a/R → a =α.R

Observamos que as grandezas lineares e angulares se relacionam da seguinte forma:

S = θ.R

V = w.R

a = α.R

Exercício/Exemplo

Determine o comprimento do arco de circulo percorrido por um móvel, quando o espaço angular efetuado foi de 2rad em um círculo de 3 m de raio.

Solução:

S=θ.R → S=2rad. 3m = 6m

 

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