Exemplo - A Força Centrípeta e a Inércia.

Vamos estudar um experimento que mostra a ação da Força Centrípeta e da Inércia. O conceito de Inércia você pode recordar aqui.

No  experimento a seguir, o papel de Força Centrípeta é exercido pela reação do rolo à força de compressão da esfera, isto é, a Força Normal. Veja aqui como isto funciona.

Temos então um rolo de fita adesiva e uma esfera. O estudante faz a esfera girar pela parte interior do rolo. A Força Centrípeta mantém a esfera na trajetória circular.

A Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia) afirma que, retirado o rolo, a esfera deve se mover em linha reta na direção que tinha no instante em que a Força Centrípeta deixa de atuar. Ela o faz quando o estudante levanta o rolo de fita adesiva.

No quadro 01 temos a foto do exato instante em que o estudante começa a levantar o rolo de fita adesiva. Note  os vetores Força centrípeta (seta laranja) e  velocidade (seta vermelha).

No quadro 02 temos o instante seguinte. O rolo não está mais em contanto com a esfera e a Força Centrípeta não existe mais. Logo, não há mais mudança na direção do movimento da esfera. Ela "sai pela tangente", isto é, em linha reta.

A inércia da esfera faz com que ela permaneça se movimentando na direção que tinha no momento em que a Força Centrípeta deixou de agir.

Claro, a Força de Atrito exercida pela superfície está atuando sobre a esfera, mas ela tem a mesma direção da velocidade e, por isto, não tem a capacidade de mudar a direção, apenas muda o módulo da velocidade da esfera.

O movimento da esfera deve então ser retilíneo. Veja abaixo o vídeo da experiência.

Produção do vídeo: Darren Fix, do site sciencefix. A coleção dos vídeos estão disponíveis aos estudantes interessados no canal sciencefix, do Youtube.

Imagem do topo da página: muitafisica, blog de exercícios de Física para o Ensino Médio.