Força Centrípeta

Olá pessoal! O Direto ao ponto tem como objetivo apresentar a teoria para aqueles que não querem perder tempo e precisam de um resumo de Física rápido da matéria. Vamos lá!

 

 1. INTRODUÇÃO

A lei da inércia afirma que se a resultante das forças que atuam sobre um corpo for nula, ele permanece no seu estado inicial: repouso ou movimento retilíneo com velocidade constante.

 

2. A FORÇA CENTRÍPETA ()

Mas, e para realizar uma curva? Para isso, é necessário surgir uma força resultante que aponte para o centro da curva. Essa força é conhecida como força centrípeta.

A força centrípeta depende de três fatores: da massa (m) do corpo, da sua velocidade (v) e do raio da trajetória (R).

 

·        Massa: é mais difícil um caminhão fazer uma curva do que um carro. A força centrípeta é diretamente proporcional a massa do corpo.

 

·        Velocidade: mais difícil se torna fazer uma curva quanto maior a velocidade. Por isso, a força centrípeta é diretamente proporcional a velocidade do corpo.

 

·        Raio: é mais difícil um corpo fazer uma curva fechada. O raio da curva e a força centrípeta são grandezas inversamente proporcionais.

 

Todas essas dependências são resumidas na expressão abaixo.

 

 

3. A FORÇA TANGENCIAL  ()

Esta força é responsável por alterar o valor numérico (módulo) da velocidade em uma curva, ou seja, acelerar ou frear um corpo neste movimento. A força tangencial é sempre tangente a trajetória e perpendicular a força centrípeta.

 

 

 

 

A força resultante é o somatório vetorial dessas duas forças.

 

 

4. EXEMPLOS

Vamos estudar alguns exemplos especiais.

 

·        CARRO EM UMA PISTA HORIZONTAL

 

A tendência é um carro ser jogado para fora da curva. A força de atrito estático entre o pneu e o solo aponta para o centro da curva e é a própria força centrípeta necessária para manter um carro na curva.

 

 

·        GLOBO DA MORTE

 

O ponto A é o mais seguro da trajetória. As forças que atuam sobre a moto são: o peso (vertical para baixo) e a normal (vertical para cima).

 

A força centrípeta é o somatório vetorial dessas duas forças. O sinal da força peso é negativo pois aponta no sentido contrário ao centro da curva.

 

 

 

O ponto C é o ponto crítico do movimento. As forças que atuam sobre a moto são: o peso e a normal (ambas, vertical para baixo).

 

A força centrípeta é o somatório vetorial dessas duas forças.

 

 

Quando a normal for nula, não há mais contato entre o globo e o solo, portanto, a moto cai.

 

 

Pratique: Exercícios de Força Centrípeta, com resolução comentada.