Quais são as forças presentes em trajetórias curvilíneas?

19 de abril de 2016

Redação

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Antes de começarmos a falar de quais são as forças, vamos ver como que um corpo entra em uma trajetória curvilínea. Já pensou por que um corpo fica em torno da Terra? Como a terra orbita o sol? Em por que os corpos não saem pela horizontal ou fazem outra trajetória ao invés da circular? O movimento orbital é um movimento circular em torno em torno de algo.

Variação da direção da velocidade

Já vimos que velocidade e força são grandezas vetoriais. Isso quer dizer que possuem: módulo, direção e sentido. Em uma trajetória circular, temos a velocidade variando sua direção a todo o momento.

Podemos observar que a velocidade linear será sempre tangencial a trajetória. Mas, se o corpo seguisse a direção do vetor velocidade, em qualquer ponto desses, ele sairia pela tangente. Então o que o prende à trajetória?

Resultante centrípeta

Para o corpo conseguir descrever uma trajetória circular, o principio fundamental da dinâmica garante que devemos ter uma resultante de forças que aponte para o centro. Já que temos uma resultante, teremos então uma aceleração e é ela a responsável por mudar a direção do vetor velocidade. Essa aceleração é chamada aceleração centrípeta.

Essa resultante, na direção radial, chamamos de Força Resultante centrípeta. Todos os corpos que estão em uma trajetória curvilínea possuem uma Resultante centrípeta.

Como todas as resultantes, a centrípeta também será a soma de todas as forças na direção radial.

Confira o exemplo abaixo:

Exercícios

1. (UFRS) A figura a seguir representa um pêndulo cônico ideal que consiste em uma pequena esfera suspensa a um ponto fixo por meio de um cordão de massa desprezível.

Para um observador inercial, o período de rotação da esfera, em sua órbita circular, é constante. Para o mesmo observador, a resultante das forças exercidas sobre a esfera aponta

a) verticalmente para cima.
b) verticalmente para baixo.
c) tangencialmente no sentido do movimento.
d) para o ponto fixo.
e) para o centro da órbita.