sexta-feira, 14 de setembro de 2012

Aceleração centrípeta

Você já deve ter escutado alguém ter relatado que um carro, que se envolveu em um acidente, saiu pela tangente em uma curva. Muitos são os fatores que podem fazer com que isso ocorra, o excesso de velocidade, a má conservação da pista, pneus carecas, chuva, etc.
Sempre que um corpo se movimenta em uma trajetória não retilínea, age sobre ele uma força cujo efeito é alterar sua direção, para que o móvel possa percorrer a trajetória curva. Essa força é chamada de força centrípeta.
Centrípeta significa literalmente: o que se dirige para o centro.

De acordo com a segunda Lei de Newton, essa força é capaz de proporcionar no corpo uma aceleração, sempre perpendicular ao vetor velocidade e orientada para o centro da curva. Essa aceleração é chamada de Aceleração Centrípeta. É ela que provoca a variação da direção do vetor velocidade.


O módulo da aceleração centrípeta é dado por:




Em que
 é o vetor velocidade, que é tangente ao movimento, e R é o raio da trajetória circular.

Resumidamente, a aceleração centrípeta
ac indica apenas a direção da velocidade vetorial  .
Evidentemente, em movimentos retilíneos, a aceleração centrípeta é nula, pois não há mudança na direção da velocidade vetorial.
Para o movimento circular uniforme (MCU), a aceleração centrípeta está orientada para o centro da trajetória e tem módulo constante, pois a velocidade escalar v e o raio R são constantes.

Veja o exemplo a seguir:


Um carro move-se em uma pista circular com aceleração centrípeta igual a 2,5 m/s2. Determine a velocidade do carro, sabendo que o raio da pista é de 360 m.


SOLUÇÃO


Sabe-se, do problema, que:


a
c = 2,5 m/s2
R = 360m

A equação da aceleração centrípeta é:




Substituindo os valores de a
c e R na equação temos:



A direção e o sentido da velocidade, em um movimento circular, são alterados a cada instante, em razão da ação da aceleração centrípeta. 

 
Por Kléber Cavalcante
Graduado em Física
Equipe Brasil Escola

 
Vale lembrar, que a força centrípeta é o resultado das forças que agem sobre um corpo, ou seja, em cada situação, uma ou mais forças podem exercer o papel da força centrípeta. Vejamos, agora, alguns exemplos:
   1.   Quando giramos uma pedra presa à extremidade de um fio, a tração no fio faz o papel da força centrípeta, veja na figura do início da página;
   2.   A Lua se movimenta em órbita circular devido a uma força centrípeta, que é a própria força de atração que a Terra exerce sobre a Lua;
   3.   No caso de um carro que descreve uma curva horizontal, as forças de atrito originam a resultante centrípeta
 
   4.   No looping, um carrinho de montanha-russa está sujeito a uma resultante centrípeta

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