Movimento circolareuniforme è un tipo di movimento che si verifica con velocitàscalatacostante lungo una traiettoria di forma Circolare. Nonostante abbia ricevuto l'aggettivo uniforme, questo movimento è accelerato, poiché il cambiamento nella direzione del vettore velocità implica l'esistenza di a accelerazione centripeta di direzione radiale, la cui direzione punta al centro della curva.
Vedi anche: movimento uniforme – formule, concetti, esercizi
Introduzione al moto circolare uniforme
moto circolare uniforme (MCU) è quello in cui una particella si muove lungo un percorso circolare di raggio costante. In questo tipo di movimento, sia il velocità scalare quanto a velocità angolare sono costanti, ma i il movimento èaccelerato, poiché in questo tipo di traiettoria è necessaria un'accelerazione, che punta nella direzione del raggio, sempre verso il centro della curva, chiamata accelerazione centripeta.
Poiché la traiettoria percorsa nel
MCU é Circolare, lo spazio percorso (ΔS) dalla particella può essere calcolato da a arco di circonferenza, in modo che un giro completo abbia una lunghezza pari a 2πR, dove R rappresenta la grandezza del raggio di questo cerchio.La velocità scalare v do moto circolare uniforme, a sua volta, è calcolato dal rapporto tra il spazioviaggiato (ΔS) e il rompereneltempo (Δt), come mostrato di seguito:
Nella formula sopra è possibile separare le quantità angolari dalle quantità spaziali. In questo modo, un'altra formula per il velocitàscalata. Tale formula mostra che il modulo della velocità scalare in cui si muove la particella può essere calcolato dal prodotto tra i velocitàangolare (ω) e il raggio del percorso (R).
IL velocitàangolare è comunemente chiamato frequenzaangolare e anche da pulsazione. La sua unità di misura è il radianti al secondo (rad/s). Tuttavia, poiché il radiante è a misura dell'angolo, e non a quantità fisica, l'unità di misura della velocità angolare, in senso stretto, è la s-1, che è equivalente a hertz (Hz).
La velocità angolare è anche correlata ad altre due importanti grandezze per i movimenti circolari: frequenza (f) e periodo (T). La frequenza, la cui unità di misura è anche l'Hz, indica la quantità di rotazioni che una particella esegue ogni secondo, mentre il periodo indica il tempo necessario a questa particella per compiere un giro completare. Quindi, frequenza e periodo sono quantità inversamente proporzionali e correlate. Orologio:
Accelerazione centripeta sull'MCU
IL accelerazione centripeta è quello che puntare sempre al centro della curva compiuta da una particella in moto circolare. Questa accelerazione può essere prodotta da a trazione, forza di attrito, forza magnetica, tra gli altri.
Proprio come il accelerazione scalare, l'accelerazione centripeta si misura in SM². Tuttavia, il significato fisico dell'accelerazione centripeta è diverso dal significato dell'accelerazione scalare. Mentre quest'ultimo indica il variazione della grandezza della velocità, l'accelerazione centripeta indica a variazione nella direzione della velocità, grazie al personaggio vettore di velocità nel moto circolare.
IL formula utilizzato per calcolare la grandezza dell'accelerazione centripeta di una particella in MCU è come segue:
Leggi anche: Movimento circolare: MCU e MCUV
Esercizi risolti sul moto circolare uniforme
Domanda 1 -Determinare la velocità angolare di una particella che sviluppa un moto circolare uniforme su una traiettoria di raggio uniforme pari a 0,5 m, con velocità costante di 2,0 m/s.
a) 1,5 rad/s
b) 3,0 rad/s
c) 4,0 rad/s
d) 1,0 rad/s
Risoluzione:
Sulla base delle informazioni fornite dalla dichiarazione dell'esercizio, calcoleremo la velocità angolare.
Secondo i nostri calcoli, abbiamo scoperto che la velocità angolare di questa particella è pari a 4.0 rad/s, quindi l'alternativa corretta è lettera C
Domanda 2 - Una particella in moto circolare uniforme compie 2 giri su una circonferenza di raggio pari a 2.0 m, in un intervallo di tempo di 4.0 s. Determina il periodo e la frequenza di questo movimento.
a) 0,5 Hz e 2,0 s
b) 0,4 Hz e 4,0 s
c) 4,0 Hz e 2,0 s
d) 2,0 Hz e 4,0 s
Risoluzione:
L'affermazione afferma che la particella completa 2 round in 4.0 secondi, il che indica che impiega 2.0 s per completare ogni round. Questo risultato, quindi, è il periodo. La frequenza, a sua volta, è definita dall'inverso del periodo e deve essere uguale a 1/2, cioè 0,5 Hz, quindi l'alternativa corretta è lettera a.
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Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm
