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FÍSICA
CINEMÁTICA VETORIAL
MOVIMENTO CIRCULAR
COMPOSIÇÃO DE MOVIMENTOS
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Consideremos uma partícula movendo-se em uma trajetória qualquer. Na Cinemática Escalar determinamos a posição da partícula pelo seu espaço s; na Cinemática Vetorial determinamos a posição da partícula através de seu vetor posição p . O vetor posição da partícula, em um instante t, é um vetor que tem origem em um ponto O (arbitrariamente escolhido) e extremidade no ponto em que se encontra a partícula no instante t.
∆𝒓 = 𝒓𝟐 - 𝒓𝟏
O vetor , que representa o deslocamento vetorial do móvel entre os instantes t1 e t2, é um vetor com origem em P1 (posição inicial) e extremidade em P2 (posição final). O módulo do vetor deslocamento é dado por:
∆𝑟 = 𝑟1² + 𝑟2² − 2 . 𝑟1. 𝑟2 . cos 𝜃
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A velocidade vetorial média será dada por:
sendo que o vetor 𝒗𝒎 deve ter a mesma direção e sentido do vetor deslocamento.
A velocidade vetorial instantânea de uma partícula pode ser calculada tomando um certo ponto P e outro ponto Q da trajetória, fazendo Q tender a P. Quando isso ocorre, a direção do vetor deslocamento aproximasse da direção da reta tangente à trajetória no ponto P. Portanto, a direção da velocidade vetorial instantânea é a da tangente à trajetória no ponto considerado e de mesmo sentido do movimento.
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ÂNGULO HORÁRIO, FASE OU ESPAÇO ANGULAR (j)
Imagine um corpo se deslocando em uma trajetória circular de raio R, partindo da origem com movimento no sentido anti-horário. Imagine um vetor com origem no centro da trajetória e extremidade no corpo estudado. Quando este corpo se desloca de uma distância S, o vetor posição gira varrendo um ângulo φ, que corresponde ao arco de trajetória S. A medida do ângulo horário, fase ou espaço angular no instante t considerado é dada em radianos e determinado pela relação entre o arco de trajetória S pelo raio da trajetória R.
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ωm
A velocidade escalar angular média, mede a rapidez com que o espaço angular varia. Vamos adotar ji como fase inicial no instante ti e jf como fase final no instante tf. A variação angular é dada pela diferença entre fase final e fase inicial :
(Dj = jf - ji)
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(w).
A velocidade escalar angular instantânea é o valor limite para o qual tende a velocidade escalar angular média quando o Dt tende a zero.
OBS: como o movimento estudado é uniforme, podemos considerar que os valores médios e instantâneos da velocidade escalar angular, são iguais:
(wm=w)
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Todo movimento repetitivo é dito periódico. O período é o menor intervalo de tempo para que o movimento comece a sua repetição. No movimento circular e uniforme o período é o intervalo de tempo para a realização de uma volta completa.
A frequência mede a rapidez com que determinado evento se repete. No movimento circular e uniforme, o evento é a volta completa o que nos permite concluir que no movimento circular e uniforme a frequência é a relação entre o número de voltas (n) pelo intervalo de tempo gasto (Dt).
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Lembrando que no movimento circular e uniforme o tempo para dar uma volta completa é de um período (T), que o espaço percorrido em uma volta completa pode ser calculado com sendo o perímetro da trajetória (DS=2.p.R) e que ao se completar uma volta o vetor posição varreu um ângulo de 2.p radianos, substituindo estes dados nas equações das velocidades escalares linear e angular, obteremos as seguintes relações:
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Já definimos a função horária para o movimento uniforme no aspecto escalar e sendo assim ela representará todo movimento uniforme independente do formato de sua trajetória. Então vale a relação:
Sendo 𝝋 =𝑺
𝑹 e 𝛚 =
𝐕
𝐑 ao dividirmos todos os termos da função acima por R,
obteremos a função horária do movimento circular uniforme no aspecto angular.
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A velocidade no movimento circular e uniforme terá módulo constante, mas direção e sentido variáveis, portanto, neste movimento ela é variável. O seu módulo é o mesmo da velocidade escalar linear, sua direção e sempre tangente à trajetória e o seu sentido concorda com o sentido do movimento. A aceleração no movimento circular e uniforme tem a função exclusiva de curvar o movimento uma vez que a velocidade tem módulo constante. Por este motivo neste movimento só está presente a componente centrípeta da aceleração.
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Transmissão por Acoplamento Transmissão através de correia