Movimento circular refere-se à maneira como um corpo se movimenta de forma rotacional em torno de um eixo, em uma trajetória circular de raio constante. Ele pode ser uniforme (tem velocidade constante) ou variado (com velocidade que sofre variações).
No movimento circular, uma força (chamada de força centrípeta) é aplicada na direção perpendicular à velocidade de um móvel. Isso faz com que o módulo dessa velocidade se mantenha constante, de forma que apenas a sua direção e sentido podem se alterar.
A compreensão do movimento circular se dá por meio da divisão desse diagrama em duas partes: a parte angular e a parte espacial. Dessa forma, também podemos tratar da velocidade angular pra se referir ao deslocamento do móvel.
Quer entender um pouco mais sobre o assunto? Continue a leitura!
Movimento circular uniforme (MCU)
Um movimento circular uniforme (MCU) acontece quando a velocidade tangencial do deslocamento de um móvel permanece constante e pode ser definida pela divisão entre o deslocamento (ΔS) e o intervalo de tempo (Δt).
v = ΔS/Δt
Além disso, o deslocamento (ΔS) do móvel é resultado do comprimento da circunferência de raio R:
ΔS = 2πR
Indo adiante, o período (T) é o tempo necessário pra que o móvel complete uma volta em torno de seu eixo de rotação. A primeira equação, então, fica reescrita desta forma:
v = 2πR/T
Qual é um bom exemplo de movimento circular?
Você já pensou no quanto evoluímos quando o assunto é deslocamento? Antes, a gente se deslocava somente andando; depois, começamos a inventar processos cada vez mais modernos e sofisticados de locomoção.
Talvez o mais visto hoje tenha sido o primeiro a ser inventado, e hoje vamos falar sobre a evolução deste maravilhoso meio de transporte que me carrega pra faculdade todos os dias: a bicicleta.
Você sabia que uma das primeiras bicicletas que foi inventada foi essa aqui abaixo?
Parece muito estranho aos nossos olhos agora, em pleno século XXI, mas essa foi uma das grandes invenções da história!
Você, que já tá ligado na física desse negócio, já reparou algumas diferenças de funções entre essa bicicleta aí e a de hoje em dia, né? Não?! Ainda não pensou? Vou te dar 5 minutos pra dar uma boa olhada na figura e me dizer o que achou! Pense também em movimento circular!
Tempo esgotado! Antes de explicar a diferença, vamos falar um pouco sobre associação de movimentos circulares. Temos dois tipos de associações de movimentos circulares.
Esquema 1
Quando os centros das rodas são os mesmos:
Esquema 2
Quando os movimentos circulares estão ligados pela mesma corda:
Você já deve estar se ligando que hoje em dia usamos o esquema 2 e o esquema 1 acoplados um ao outro. O esquema 2 é como fazemos para rodar a roda de trás com os pedais, e o esquema 1 é como é o eixo da roda de trás.
O mais interessante de pensar é: por que não fazemos mais esse tipo de bicicleta da primeira foto?
O cálculo da velocidade escalar no MCU ocorre a partir de: v = ωR
Pois é. Quando os movimentos são acoplados pelo centro, temos que as velocidades angulares serão iguais, pois os ângulos de todos os discos vão rodar igualmente. Então, quanto maior o raio, maior será sua velocidade linear.
E daí que pelo esquema da primeira bicicleta você não pode ter um raio da roda GIGANTESCO, pois sua perna não alcançaria os pedais pra poder dar impulso!
Já descobrimos um problema no projeto inicial da bicicleta! Agora vamos discutir um pouco das bicicletas de hoje em dia.
No esquema 2, vemos que a correia da bicicleta tem sempre a mesma velocidade, ou seja, a velocidade linear dos dois movimentos circulares é a mesma. Isso quer dizer que quanto menor for o raio, maior será a velocidade angular!
Por isso o raio menorzinho da bicicleta fica atrás, para que, sendo menor o raio, a velocidade angular seja maior. E como a catraca menor está acoplada na roda de trás da bicicleta pelo centro, vale a mesma observação que fizemos antes para a análise da bicicleta de antigamente com movimentos acoplados pelo centro.
Que tal comemorar esse novo conhecimento com alguns exercícios de movimento circular que aparecem no vestibular? Assim, você consegue treinar mais sobre esse tema tão importante!
Exercícios de movimento circular
1. (PUC-RS) A frequência e o período dos minutos de um relógio são, respectivamente:
- a) (1/3.600) Hz e 3.600 s
- b) (1/60) Hz e 3.600 s
- c) (1/60) Hz e 60 min
- d) 60 Hz e 60 s
- e) 60 Hz e (1/60) min
2. (UFSM-RS) Um trator tem as rodas traseiras maiores do que as dianteiras e se desloca com velocidade constante.
Pode-se afirmar que, do ponto de vista do tratorista, os módulos das velocidades lineares de qualquer ponto das bandas de rodagem das rodas da frente (vf) e de trás (vt) e os módulos das velocidades angulares das rodas da frente (Wf) e de trás (Wt) são:
- a) vf > vt e Wf > Wt
- b) vf > vt e Wf < Wt
- c) vf < vt e Wf = Wt
- d) vf = vt e Wf > Wt
- e) vf = vt e Wf = Wt
3. (PUCCAMP-SP) Em uma bicicleta que se movimenta com velocidade constante, considere um ponto A na periferia da catraca e um ponto B na periferia da roda.
Analise as afirmações:
- A velocidade escalar de A é igual à de B.
- A velocidade angular de A é igual à de B.
III. O período de A é igual ao de B.
Está correto SOMENTE o que se afirma em:
- a) I
- b) II
- c) III
- d) I e III
- e) II e III
Gabarito
1. Resposta: A
2. Resposta: D
3. Resposta: E
A Física é o estudo do mundo ao nosso redor, então faz todo sentido que um tema como movimento circular seja facilmente encontrado em algo do cotidiano, como uma bicicleta. Ao treinar esse olhar, você poderá ter muito mais facilidade pra estudar até os assuntos mais complexos!
Você tem mais alguma dúvida sobre movimento circular? Então, poste um comentário com a sua pergunta a seguir!
