Dinâmica 14 – Forças no Movimento Circular
Formulário completo de Física com informações úteis
(dicas para vestibulares)
Dinâmica 14
Forças no Movimento Circular
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Informações úteis (Dicas)
Esses casos particulares de aplicações da força resultante centrípeta são muito importantes, leia-os com atenção e procure entende-los:
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Planador ou avião inclinado de certo ângulo, efetuando movimento circular com velocidade escalar constante V.
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Observe na expressão acima que a velocidade do avião depende do raio R da trajetória e do ângulo de inclinação das asas. Somente obedecendo à essa equação é que o planador efetuará uma curva horizontal.
Carro de massa m passando por uma lombada ou uma depressão de raio R com velocidade V.
Lombada
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Depressão
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Pêndulo Cônico
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Rotor
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Globo da morte
Suponha um motociclista de massa total m (massa dele + massa da moto) descrevendo voltas segundo um plano vertical, com velocidade escalar constante _html_488e7939.png){kind=small}
no interior de uma esfera metálica oca de raio R “globo da morte”.
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Na expressão acima (N = m(g + V2/R) verificamos que, como m, g e R são constantes, N é diretamente proporcional a V2.
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Pêndulo simples
Consiste em um corpo de massa m, preso à extremidade de um fio de comprimento L oscilando num plano vertical onde os pontos A e C representam os pontos extremos da oscilação onde o corpo para retornar, invertendo o sentido de seu movimento.
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Carro em pista sobrelevada de ângulo θ com a horizontal, sem atrito em pista circular de raio R, contida num plano horizontal.
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Gravidade artificial
A nave pode ser constituída de modo que origine um sistema que forneça um ambiente de formato circular que esteja constantemente em movimento de rotação, girando com velocidade angular constante em torno de um ponto (eixo central) fixo.
Pode ter a forma de forma de um cilindro (figura 1), um anel (figura 2) ou outra qualquer desde que
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constitua uma estrutura comprida que gire em torno de um ponto ou eixo fixo, numa rotação constante, de modo a simular a gravidade em sua superfície interna graças à aceleração centrípeta gerada por esse movimento circular, fazendo com que os astronautas fiquem de pé no chão da nave, como se estivessem na Terra.
Essa simulação da “gravidade” ocorre, pois todo corpo em movimento circular tende a se afastar do centro e, no caso, “colando” nas paredes internas do cilindro (nave).
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O “peso aparente” do astronauta é percebido reação normal N das paredes da nave sobre ele, que é a própria força resultante centrípeta de intensidade N = Fc= m.W2R, que deve ser igual ao peso P do astronauta na Terra onde g = 10m/s2.
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Observe ainda que sendo a velocidade angular W de rotação da nave constante, a “gravidade artificial g” é diretamente proporcional ao raio R, ou seja, à medida que o tripulante vai se aproximando do centro do sistema rotatório, o raio R vai diminuindo o que provoca também uma diminuição da (gravidade artificial”.
Assim, no centro do sistema a “gravidade artificial g” é zero e aí o tripulante flutua.