Il movimento circolare (MC) è quello che viene eseguito da un corpo in una traiettoria circolare o curvilinea.
Ci sono quantità importanti che devono essere considerate quando si esegue questo movimento, il cui orientamento della velocità è angolare. Questi sono il periodo e la frequenza.
Il periodo, misurato in secondi, è l'intervallo di tempo. La frequenza, che si misura in hertz, è la sua continuità, cioè determina quante volte avviene la rotazione.
Esempio: Un'auto può impiegare x secondi (periodo) per fare il giro di una rotonda, cosa che può fare una o più volte (frequenza).
Movimento circolare uniforme
Il moto circolare uniforme (MCU) si verifica quando un corpo descrive un percorso curvilineo con velocità costante.
Ad esempio, le pale della ventola, le lame del frullatore, la ruota panoramica del parco divertimenti e le ruote delle auto.
Movimento circolare uniformemente variato
Il moto circolare uniformemente variato (MCUV) descrive anche una traiettoria curvilinea, tuttavia la sua la velocità varia durante il corso.
Pertanto, il movimento circolare accelerato è quello in cui un oggetto esce dalla quiete e inizia a muoversi.
Formule di moto circolare
A differenza dei moti lineari, il movimento circolare adotta un altro tipo di grandezza, chiamato grandezze angolari, dove le misure sono in radianti, ovvero:
Forza centripeta
IL forza centripeta è presente nei movimenti circolari, essendo calcolato utilizzando la formula della Seconda Legge di Newton (Principio di dinamica):
Dove,
Fç: forza centripeta (N)
m: massa (kg)
Ilç: accelerazione centripeta (m/s2)
accelerazione centripeta
IL accelerazione centripeta si verifica in corpi che seguono una traiettoria circolare o curvilinea, calcolata dalla seguente espressione:
Dove,
ILç: accelerazione centripeta (m/s2)
v: velocità (m/s)
r: raggio del percorso circolare (m)
Posizione angolare
Rappresentata dalla lettera greca phi (φ), la posizione angolare descrive l'arco di una parte della traiettoria indicata da un certo angolo.
φ = S / r
Dove,
φ: posizione angolare (rad)
S: posizione (m)
r: raggio del cerchio (m)
Spostamento angolare
Rappresentato da Δφ (delta phi), lo spostamento angolare definisce la posizione angolare finale e la posizione angolare iniziale della traiettoria.
Δφ = ΔS / r
Dove,
Δφ: spostamento angolare (rad)
S: differenza tra posizione finale e posizione iniziale (m)
r: raggio della circonferenza (m).
Velocità angolare media
IL velocità angolare, rappresentato dalla lettera greca omega (ω), indica lo spostamento angolare per l'intervallo di tempo del movimento nella traiettoria.
ωm = / t
Dove,
ωm: velocità angolare media (rad/s)
Δφ: spostamento angolare (rad)
t. intervallo/i di tempo di movimento
Da notare che la velocità tangenziale è perpendicolare all'accelerazione che, in questo caso, è centripeta. Questo perché punta sempre al centro della traiettoria e non è nulla.
Accelerazione angolare media
Rappresentata dalla lettera greca alfa (α), l'accelerazione angolare determina lo spostamento angolare nell'intervallo di tempo della traiettoria.
α = ω / t
Dove,
α: accelerazione angolare media (rad/sec2)
ω: velocità angolare media (rad/s)
t: intervallo di tempo della traiettoria (s)
Vedi anche: Formule cinematiche
Esercizi sul movimento circolare
1. (PUC-SP) A Lucas è stata presentata una ventola che, dopo 20 secondi dall'accensione, raggiunge una frequenza di 300 giri/min in un movimento uniformemente accelerato.
Lo spirito scientifico di Lucas gli ha fatto chiedere quale sarebbe stato il numero di giri fatti dalle pale del ventilatore durante quel periodo di tempo. Usando la sua conoscenza della fisica, ha scoperto
a) 300 giri
b) 900 giri
c) 18000 giri
d) 50 giri
e) 6000 giri
Alternativa corretta: d) 50 giri.
Vedi anche: Formule di fisica
2. (UFRS) Un corpo in moto circolare uniforme compie 20 giri in 10 secondi. Il periodo (in s) e la frequenza (in s-1) del movimento sono rispettivamente:
a) 0,50 e 2,0
b) 2,0 e 0,50
c) 0,50 e 5,0
d) 10 e 20
e) 20 e 2.0
Alternativa corretta: a) 0,50 e 2,0.
Per ulteriori domande, vedere ilEsercizi sul movimento circolare uniforme.
3. (Unifesp) Padre e figlio vanno in bicicletta e camminano fianco a fianco alla stessa velocità. È noto che il diametro delle ruote della bicicletta del padre è il doppio del diametro delle ruote della bicicletta del figlio.
Si può dire che le ruote della bicicletta del padre girano con
a) metà della frequenza e della velocità angolare con cui girano le ruote della bicicletta del bambino.
b) la stessa frequenza e velocità angolare con cui girano le ruote della bicicletta del bambino.
c) il doppio della frequenza e della velocità angolare con cui girano le ruote della bicicletta del bambino.
d) la stessa frequenza delle ruote della bicicletta del bambino, ma con metà della velocità angolare.
e) la stessa frequenza delle ruote della bicicletta del bambino, ma con velocità angolare doppia.
Alternativa corretta: a) metà della frequenza e della velocità angolare con cui girano le ruote della bicicletta del bambino.
Leggi anche tu:
- Movimento uniforme
- Movimento rettilineo uniforme
- Quantità di movimento
