segunda-feira, 19 de setembro de 2011

Aula - Origem da Força Centrípeta.

Não é comum entre os alunos o correto entendimento do que é a Força Centrípeta, de qual o seu efeito e de quando ela aparece.

A  Força Centrípeta é necessária para que um objeto mude a direção do seu movimento. Ela age na direção que une a posição que o objeto ocupa e o centro da curva que ele descreve. Ela age no sentido do centro da curva.

Importante: A Força Centrípeta não é um novo tipo de força. Ela é a resultante da soma das forças que agem sobre o objeto na direção do centro da curva.

Clique aqui e conheça os detalhes da Força Centripeta.

Abra a animação. Com ela vamos estudar como a Força Normal pode exercer o papel de Força Centrípeta.

Considere uma bola dentro de uma arena circular. A bola se movimenta em linha reta com velocidade constante ( seta azul). A cada vez que ela se choca contra  a parede que cerca a arena ela sofre a ação da Força Normal aplicada pela parede ( setas vermelhas). Da primeira vez ela se choca três vezes contra a parede e sua trajetória é mostrada  na figura abaixo.


Da segunda vez a bola se choca seis vezes contra a parede e, como consequência da ação da Força Normal, muda de direção seis vezes. Observe que a Força Normal (setas vermelhas) é sempre perpendicular à parede naquele ponto e aponta para o centro da curva. A bola percorre a trajetória a seguir:


A cada rodada a bola se choca mais vezes contra a parede da arena e sua trajetória vai se aproximando, cada vez mais, de uma trajetória circular.

Abra a animação.  Quando o número de choques é muito grande acontecem duas coisas: A trajetória da bola pode ser considerada como circular, isto é, a velocidade varia continuamente de direção. E, por sua vez, a Força Normal, que age somente durante os choques, passa a agir continuamente pois os choques são tantos que o intervalo de tempo entre eles é muito pequeno.

Nesta situação a Força Normal, aplicada pela parede da arena, faz o papel da Força Centrípeta que mantém a bola numa trajetória circular.



Produção da animação: Teachers'Domain.

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