Grade 11
  1. Mecânica  1.1. dinâmicas  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas e três dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração e desaceleração  1.1.6. Análise gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento (derivações avançadas)  1.1.8. Queda livre e velocidade terminal  1.1.9. Movimento de projéteis  1.1.10. Velocidade relativa em uma e duas dimensões  1.1.11. Movimento de um carro em um plano inclinado  1.2. Dinâmica  1.2.1. As leis do movimento de Newton e suas aplicações  1.2.2. Inércia e a primeira lei de Newton  1.2.3. Força e tipos de força  1.2.4. Atrito estático e cinético  1.2.5. Movimento circular e aceleração centrípeta  1.2.6. Movimento circular não uniforme  1.2.7. Bancagem de estradas e curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservação do momento em uma e duas dimensões  1.2.10. Aplicações da Terceira Lei de Newton  1.3. Work, Energy and Power  1.3.1. Trabalho realizado por uma força constante e variável  1.3.2. Teorema trabalho-energia  1.3.3. Energia cinética e potencial  1.3.4. Energia potencial gravitacional e elástica  1.3.5. Conservação da energia mecânica  1.3.6. Poder e potência instantânea  1.3.7. Eficiência das máquinas  1.3.8. Trabalho realizado por forças conservativas e não conservativas  1.4. Movimento rotacional  1.4.1. Torque e aceleração angular  1.4.2. Equilíbrio rotacional  1.4.3. Momento de inércia e suas aplicações  1.4.4. Momento angular e sua conservação  1.4.5. Energia cinética de movimento de rotação e rotação  1.4.6. Teorema dos Eixos Paralelos e Perpendiculares  1.4.7. Dinâmica do movimento rotacional
  2. Gravitational force  2.1. Gravitação universal  2.1.1. Lei da gravitação universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional e potencial  2.1.3. Mudança na aceleração devido à gravidade  2.1.4. Leis do movimento planetário de Kepler  2.1.5. Mecânica orbital e satélites  2.1.6. Velocidade de escape e velocidade orbital  2.1.7. Ausência de peso e queda livre  2.1.8. Energia potencial gravitacional e energia em órbitas  2.1.9. Buracos negros e lente gravitacional
  3. Propriedades da matéria  3.1. Mecânica dos fluidos  3.1.1. Densidade e pressão em líquidos  3.1.2. A teoria de Pascal e aplicações  3.1.3. O Princípio de Arquimedes e a flutuação  3.1.4. A equação de Bernoulli e aplicações  3.1.5. Equação de continuidade e o efeito Venturi  3.1.6. Tensão superficial e capilaridade  3.1.7. Viscosidade e Lei de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds e turbulência  3.2. Elasticidade e deformação  3.2.1. Lei de Hooke e a relação tensão-deformação  3.2.2. Módulo de elasticidade e aplicações  3.2.3. Deformação e limite de escoamento de sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor e temperatura  4.1.1. Propriedades termométricas e escala de temperatura  4.1.2. Expansão térmica de sólidos, líquidos e gases  4.1.3. Sistema de transferência de calor  4.1.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  4.1.5. Calor latente e mudança de fase  4.2. Kinetic theory of gases  4.2.1. Modelo molecular dos gases  4.2.2. Explicação cinética da temperatura  4.2.3. Equação do Gás Ideal e Desvios  4.2.4. Caminho livre médio e distribuição de Maxwell-Boltzmann  4.3. Leis da Termodinâmica  4.3.1. Lei Zero e Equilíbrio Térmico  4.3.2. Primeira Lei e Energia Interna  4.3.3. A Segunda Lei e Entropia  4.3.4. Ciclo de Carnot e motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores e Bombas de Calor
  5. Ondas e oscilações  5.1. Movimento Harmônico Simples  5.1.1. Equações do MHS  5.1.2. Energia no MHS  5.1.3. Oscilações amortecidas e forçadas  5.1.4. Ressonância e aplicações  5.1.5. Pêndulo e sistema massa-mola  5.2. Movimento ondulatório  5.2.1. Tipos de ondas mecânicas  5.2.2. Movimento das ondas e transporte de energia  5.2.3. Princípio da Superposição e Ondas Estacionárias  5.2.4. Reflexão, Refração e Difração  5.2.5. Efeito Doppler em som e luz  5.2.6. Pulsos e interferência
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Eletrostática  6.1.1. Carga elétrica e conservação  6.1.2. A lei de Coulomb e suas aplicações  6.1.3. Campo elétrico e fluxo elétrico  6.1.4. Potencial elétrico e energia potencial  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Eletricidade Atual  6.2.1. Lei de Ohm e resistência elétrica  6.2.2. Resistência e dependência de temperatura  6.2.3. Leis de Kirchhoff e Análise de Circuitos  6.2.4. Potência elétrica e eficiência  6.2.5. Combinação de resistores  6.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos e suas fontes  6.3.2. Força magnética em cargas em movimento  6.3.3. Indução eletromagnética  6.3.4. Leis de Faraday e Lenz  6.3.5. Indutância e Transformador  6.3.6. Corrente alternada e suas aplicações
  7. Óptica  7.1. Reflexão e Refração  7.1.1. leis da reflexão e refração  7.1.2. Espelhos e lentes  7.1.3. Reflexão interna total e fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferência e Difração  7.2.2. Experimento da dupla fenda de Young  7.2.3. Polarização da luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein  8.1.2. Dualidade onda-partícula  8.1.3. Princípio da Incerteza de Heisenberg  8.1.4. Compton Effect  8.2. Física Atômica e Nuclear  8.2.1. Modelo atômico e níveis de energia  8.2.2. Decaimento radioativo e meia-vida  8.2.3. Fissão Nuclear e Fusão
  9. Eletrônica e Comunicação  9.1. Semicondutores  9.1.1. junção pn e diodo  9.1.2. Transistores e Portas Lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados e Aplicações  9.2. Sistemas de Comunicação  9.2.1. Noções básicas de Comunicação Analógica e Digital  9.2.2. Comunicação Sem Fio e Óptica  9.2.3. Modulação e Demodulação

Grade 11 → Mecânica → Dinâmica ↓


Movimento circular não uniforme


O movimento circular não uniforme é um tópico fascinante no estudo da dinâmica e da mecânica. Enquanto no movimento circular uniforme um objeto se move em um caminho circular com velocidade constante, o movimento circular não uniforme ocorre quando a velocidade do objeto muda enquanto se desloca em um caminho circular. Essa mudança de velocidade indica que há um componente de aceleração tangencial atuando no objeto, além da aceleração centrípeta que o mantém movendo-se em círculo.

Conceitos chave

Movimento circular

O movimento circular refere-se ao movimento de um objeto ao longo da circunferência de um círculo ou à rotação em um caminho circular. É importante entender que, mesmo no movimento circular uniforme, enquanto a velocidade pode permanecer constante, a velocidade (vetorial) não é constante, pois a direção do movimento do objeto muda constantemente.

Velocidade Aceleração

Movimento circular uniforme vs. não uniforme

No movimento circular uniforme, o objeto se move ao longo de um caminho circular com velocidade constante. Um exemplo é um carro viajando a uma velocidade constante em torno de uma pista circular. No entanto, no movimento circular não uniforme, a velocidade do objeto varia em diferentes pontos ao longo do caminho circular. Imagine um carrossel que começa devagar, acelera e depois desacelera; este é um exemplo de movimento circular não uniforme.

Componentes do movimento circular não uniforme

Para entender completamente o movimento circular não uniforme, é importante focar em dois componentes principais: aceleração radial (ou centrípeta) e aceleração tangencial.

Aceleração centrípeta

A aceleração centrípeta é responsável por manter o objeto em movimento em um caminho circular. Essa aceleração é sempre direcionada para o centro do círculo. A representação matemática da aceleração centrípeta (a_c) é dada como:

a_c = v² / r

onde v é a velocidade tangencial do objeto, e r é o raio do círculo.

Aceleração tangencial

No movimento circular não uniforme, a velocidade tangencial não é constante. A aceleração tangencial descreve a taxa de mudança da velocidade do objeto ao longo de um caminho circular. Ela ocorre na direção do movimento e pode aumentar ou diminuir a velocidade do objeto. A fórmula para a aceleração tangencial (a_t) é:

a_t = Δv / Δt

Onde Δv é a mudança na velocidade tangencial, e Δt é a mudança no tempo.

Velocidade tangencial Aceleração centrípeta

Aceleração pura

A aceleração total de um objeto em movimento circular não uniforme é a soma vetorial da aceleração tangencial e da aceleração centrípeta. Esses dois componentes são perpendiculares um ao outro. A magnitude da aceleração total pode ser calculada usando o teorema de Pitágoras:

a_net = √(a_c² + a_t²)

Segunda lei de Newton no movimento circular não uniforme

A segunda lei de Newton, F = ma, desempenha um papel fundamental no movimento circular. Deve haver uma força resultante atuando em um objeto para fazê-lo acelerar. No movimento circular não uniforme, duas forças entram em jogo: a força radial (centrípeta) e a força tangencial.

A força radial (força centrípeta) mantém o objeto em movimento circular e é calculada da seguinte forma:

F_c = m * a_c = m * (v² / r)

onde m é a massa do objeto.

A força tangencial altera a velocidade do objeto em um caminho circular, que é calculada como:

F_t = m * a_t

Aplicações e exemplos

Movimento dos planetas

Talvez o exemplo mais espetacular de movimento circular não uniforme seja o movimento dos planetas ao redor do Sol. Os planetas se movem em órbitas elípticas a diferentes velocidades. Devido às forças gravitacionais, a aceleração tangencial altera sua velocidade enquanto orbitam.

Veículos em estradas sinuosas

Quando um carro acelera ou desacelera enquanto faz uma curva, ele passa por um movimento circular não uniforme. Os motoristas devem ajustar tanto a direção (força centrípeta) quanto o acelerador/freio (força tangencial) de maneira adequada para manter o controle sem derrapar.

Observação prática

Brinquedos em parques de diversão

Um exemplo comum de movimento circular não uniforme experimentado na vida diária é andar em um carrossel. À medida que o brinquedo começa, ele acelera, e quando para, desacelera, causando uma mudança nos padrões de aceleração que afeta a forma como os usuários sentem as forças que agem sobre eles.

Caminho do usuário

Padrões climáticos

Ciclones e anticiclones também seguem caminhos circulares, mas seus padrões de movimento diferem, influenciados por condições atmosféricas. A aceleração tangencial envolvida é o que impulsiona os sistemas climáticos em constante mudança na Terra.

Resumo conceitual e outras considerações

Ao entender o movimento circular não uniforme, pode-se obter uma compreensão mais profunda das forças e acelerações que governam o comportamento de objetos em caminhos circulares com velocidades variáveis. Este tópico está ligado a muitos fenômenos observados na natureza e em sistemas engenheirados. Engajar-se com esses conceitos amplia o horizonte para aplicações práticas em transporte, física e diversos estudos científicos.

De fato, as complexidades do movimento circular não uniforme sugerem muitas oportunidades para investigações mais profundas. Da próxima vez que você andar de bicicleta em uma curva, dirigir um carro em uma rotatória ou observar um sistema de tempestade se formando, lembre-se desses princípios básicos que explicam a fascinante mecânica subjacente.


Grade 11 → 1.2.6


U
username
0%
concluído em Grade 11

← Anterior (1.2.5)
Movimento circular e aceleração centrípeta
Próximo (1.2.7) →
Bancagem de estradas e curvas

Comentários 



Movimento circular não uniforme

https://www.physicsflow.com/g11/1.2.6?pfal=pt