Mișcare circulară: uniformă și uniform variată

Mișcarea circulară (MC) este una care este efectuată de un corp într-o traiectorie circulară sau curbiliniară.

Există cantități importante care trebuie luate în considerare la efectuarea acestei mișcări, a căror orientare a vitezei este unghiulară. Acestea sunt perioada și frecvența.

Perioada, care se măsoară în secunde, este intervalul de timp. Frecvența, care este măsurată în hertz, este continuitatea sa, adică determină de câte ori are loc rotația.

Exemplu: O mașină poate dura x secunde (punct) pentru a rotunji un sens giratoriu, pe care o poate face de una sau mai multe ori (frecvență).

Mișcarea circulară uniformă

Mișcarea circulară uniformă (MCU) apare atunci când un corp descrie o cale curbiliniară cu viteza constanta.

De exemplu, lamele ventilatorului, lamele blenderului, roata din parc de distracții și roțile mașinilor.

Mișcare circulară uniformă

Mișcarea circulară uniform modificată (MCUV) descrie, de asemenea, o traiectorie curbiliniară, oricum este viteza variază in timpul cursului.

Astfel, mișcarea circulară accelerată este una în care un obiect iese din repaus și începe să se miște.

Formule de mișcare circulară

Diferit de mișcările liniare, mișcarea circulară adoptă un alt tip de mărime, numit magnitudini unghiulare, unde măsurătorile sunt în radiani, și anume:

Forta centripeta

THE forta centripeta este prezent în mișcări circulare, fiind calculat folosind formula celei de-a doua legi a lui Newton (Principiul dinamicii):

Unde,

F_ç: forță centripetă (N)
m: masa (kg)
_ç: accelerație centripetă (m / s²)

accelerație centripetă

THE accelerație centripetă apare în corpuri care urmează o traiectorie circulară sau curbiliniară, fiind calculat prin următoarea expresie:

Unde,

THE_ç: accelerație centripetă (m / s²)
v: viteza (m / s)
r: raza traseului circular (m)

Poziția unghiulară

Reprezentată de litera greacă phi (φ), poziția unghiulară descrie arcul unei părți din traiectorie indicată printr-un anumit unghi.

φ = S / r

Unde,

φ: poziția unghiulară (rad)
s: poziție (m)
r: raza cercului (m)

Deplasarea unghiulară

Reprezentată de Δφ (delta phi), deplasarea unghiulară definește poziția unghiulară finală și poziția unghiulară inițială a traiectoriei.

Δφ = ΔS / r

Unde,

Δφ: deplasare unghiulară (rad)
S: diferența dintre poziția finală și poziția inițială (m)
r: raza cercului (m).

Viteza unghiulară medie

THE viteză unghiulară, reprezentată de litera greacă omega (ω), indică deplasarea unghiulară prin intervalul de timp al mișcării în traiectorie.

ω_m = Δφ / Δt

Unde,

ω_m: viteza unghiulară medie (rad / s)
Δφ: deplasare unghiulară (rad)
t. interval de timp de mișcare

Trebuie remarcat faptul că viteza tangențială este perpendiculară pe accelerația care, în acest caz, este centripetă. Acest lucru se datorează faptului că indică întotdeauna centrul traiectoriei și nu este nul.

Accelerația unghiulară medie

Reprezentată de litera greacă alfa (α), accelerația unghiulară determină deplasarea unghiulară pe intervalul de timp al traiectoriei.

α = ω / Δt

Unde,

α: accelerație unghiulară medie (rad / sec²)
ω: viteza unghiulară medie (rad / s)
t: interval de timp de traiectorie

Vezi și tu: Formule cinematice

Exerciții de mișcare circulară

1. (PUC-SP) Lucas a primit un ventilator care, la 20 de ani după ce a fost pornit, atinge o frecvență de 300 rpm într-o mișcare uniform accelerată.

Spiritul științific al lui Lucas l-a făcut să se întrebe care ar fi numărul de rotații făcute de palele ventilatorului în acea perioadă de timp. Folosind cunoștințele sale de fizică, a găsit

a) 300 de ture
b) 900 de ture
c) 18000 de ture
d) 50 de ture
e) 6000 de ture

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: d) 50 de ture.

Vezi și tu: Formule de fizică

2. (UFRS) Un corp în mișcare circulară uniformă finalizează 20 de rotații în 10 secunde. Perioada (în s) și frecvența (în s-1) a mișcării sunt, respectiv:

a) 0,50 și 2,0
b) 2,0 și 0,50
c) 0,50 și 5,0
d) 10 și 20
e) 20 și 2.0

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: a) 0,50 și 2,0.

Pentru mai multe întrebări, consultațiExerciții privind mișcarea circulară uniformă.

3. (Unifesp) Tatăl și fiul merg cu bicicleta și merg unul lângă altul cu aceeași viteză. Se știe că diametrul roților de pe bicicleta tatălui este de două ori diametrul roților de pe bicicleta fiului.

Se poate spune că roțile bicicletei tatălui se rotesc cu

a) jumătate din frecvența și viteza unghiulară cu care se rotesc roțile bicicletei copilului.
b) aceeași frecvență și viteză unghiulară cu care se rotesc roțile bicicletei copilului.
c) de două ori frecvența și viteza unghiulară cu care se rotesc roțile bicicletei copilului.
d) aceeași frecvență ca roțile bicicletei copilului, dar cu jumătate din viteza unghiulară.
e) aceeași frecvență ca roțile bicicletei copilului, dar cu viteza unghiulară de două ori.

Vezi Răspuns

Alternativă corectă: a) jumătate din frecvența și viteza unghiulară cu care se rotesc roțile bicicletei copilului.

Citește și tu:

• Mișcarea uniformă
• Mișcare rectilinie uniformă
• Cantitatea de mișcare