Movimento circular

Na mecânica clássica, um movimento circular é aquele em que o objeto ou ponto material se desloca em uma trajetória circular. Existe uma força centrípeta que muda o vetor velocidade de direção e é continuamente aplicada para o centro do círculo, sendo também responsável pela aceleração centrípeta, que é orientada para o centro da circunferência-trajetória.

De acordo com a ausência ou a presença de aceleração tangencial, o movimento circular é classificado em movimento circular uniforme (MCU) e movimento circular uniformemente variado (MCUV).

Grandezas angulares

Para fazermos a análise dos movimentos circulares, é necessária a introdução de novas grandezas, que são chamadas de grandezas angulares, medidas sempre em radianos.

As grandezas angulares são as seguintes:

  • Deslocamento/espaço angular: φ (phi);
  • Velocidade angular: ω (ômega);
  • Aceleração angular: α (alpha);
  • No caso do MCU existe ainda o período T, uma propriedade também utilizada no estudo dos movimentos periódicos.
Movimento circular
Foto: Reprodução

Equações do movimento circular

São três as equações que determinam o movimento circular:

  • Posição angular: S = φ .R, onde R é o raio da circunferência;
  • Velocidade angular média: ωm= Δφ/Δt;
  • Aceleração centrípeta: ac = v2/R, onde R é o raio da circunferência.

Movimento circular uniforme (MCU)

No movimento circular uniforme, o corpo descreve uma trajetória circular, podendo ser uma circunferência ou um arco de circunferência. A velocidade escalar permanece constante e a velocidade vetorial apresenta módulo constante, porém com direção variável. Já a aceleração tangencial é nula (at = 0), ao contrário da aceleração centrípeta (ac ≠ 0).

No MCU, o módulo da aceleração centrípeta é escrito da seguinte maneira: ac = v2/r, onde r é o raio da circunferência descrita pelo móvel.

Um corpo em movimento circular uniforme apresenta um movimento repetitivo, pois passa de tempo em tempo no mesmo ponto da trajetória. Trata-se de um movimento periódico, em que dois conceitos são muito importantes: frequência e período.

A frequência é o número de voltas que o corpo desenvolve em um determinado tempo (f = 1/T).

O período é o tempo gasto para se completar um ciclo (T = 1/f).

Movimento circular uniformemente variado (MCUV)

No MCUV, a velocidade é variável e a aceleração angular constante é diferente de zero.

As equações angulares do MCUV são as seguintes:

formula-3, onde θ e θ0 são, respectivamente, a posição final e inicial da partícula.

formula-2, onde ω ω0 são, respectivamente, a velocidade angular final e inicial da partícula.

formula-1

formula

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