forcas no movimento circular forca centripeta - resumo

www.nsaulasparticulares.com.br – Prof. Nilton Sihel – Tel.: 3825-2628 / 3663-5692 Pág. 1

Fórmulas de Forças no Movimento Circular

º

tempoT

n de voltas

Tf

1

f.2 T

2

RV .

R

Vacp

2

Racp .2

T = período(s) (é o tempo gasto para dar 1 volta completa)

f = freqüência (Hz- hertz, RPM – rotações por minuto)

(é o número de voltas dadas em um certo tempo)

RPM ( 60) = Hz

V = velocidade escalar, linear ou tangencial (m/s)

km/h (÷ 3,6) = m/s

= velocidade angular (rad/s)

R = raio (m)

acp = aceleração centrípeta (m/s2)

Fcp = Força Resultante Centrípeta (N)

m = massa (kg)

HORIZONTAL

1) Objeto girando horizontalmente e preso a um fio:

F p/ centro – F p/ fora = m.acp

T = Força de tração no fio (N)

Fcp = m . acp F p/ centro – F p/ fora = m.acp

T = m.acp


2) Objeto preso a uma mola:


Fel = k . x

Fel = Força da mola (N)

k = Constante elática da mola (N/m)

x = medida da deformação da mola (m)

3) Carro fazendo uma curva no plano horizontal:


Fat = Força de atrito (N)

Vmax = Velocidade máxima na curva (m/s)

..max gRV Fcp = Fat

VERTICAL

4) Looping:

F p/ centro – F p/ fora = m.acp No ponto mais alto do looping:

N + P = m.acp

No meio do looping:

N = m.acp

No ponto mais baixo do looping:

N – P = m.acp N = Força Normal (N) P = Peso (N) Vmin = Velocidade mínima no ponto mais alto do looping (m/s)

gRV .min N = 0

Fat = m.acp

Fel = m.acp


5) Objeto girando verticalmente e preso a um fio:


No ponto mais alto do looping:

T + P = m.acp

No meio do looping:

T = m.acp

No ponto mais baixo do looping:

T – P = m.acp T = Força de tração do fio (N) P = Peso (N) Vmin = Velocidade mínima no ponto mais alto do looping (m/s)

gRV .min T = 0

6) Valeta e Lombada:

Valeta


N – P = m.acp N = Força Normal (N) P = Peso (N)

Lombada


P – N = m.acp Vmax = Velocidade máxima no ponto mais alto da lombada (m/s)

gRV .max N = 0


7) Rotor mecânico, objeto girando na parede lateral de um cilindro:


P = Peso (N) Fat = Força de atrito (N)

N = Força Normal (N) Vmin = Velocidade mínima para o objeto não escorregar pela parede (m/s)

8) Roda Gigante: Força NORMAL que o assento do brinquedo faz sobre quem está sentado

Na parte superior: F p/ centro – F p/ fora = m.acp

Na parte inferior: F p/ centro – F p/ fora = m.acp

9) Sobre elevação da pista:


P . tg = m . acp Vmax = Velocidade máxima na curva (m/s)

= Ângulo de sobrelevação da pista (graus)

10) Avião fazendo uma curva:


P . tg = m . acp V = Velocidade do avião na curva (m/s) α = ângulo da curva do avião (graus)

N = m.acp

gRV

.min

tggRVmáx ..

P = Fat

Fat = N.µ

tggRV ..

P - N = m.acp

N - P = m.acp


11) Pêndulo cônico:


12) Pêndulo Oscilante:

R

L

T

P T. sen

T. cos

tggRV ..

P = T . cos

T . sen = m. acp


Experiência: ENEM – 2005

Pesoágua = Fcppeso

RESUMO

Plano Situação Força Obs.: 1 Horizontal Objeto girando e preso a um fio T = m . acp

2 Horizontal Objeto preso a uma mola Fel = m . acp

Fel = k . x

3 Horizontal Carro fazendo uma curva Fat = m . acp

Fat = N .

..max gRV

4 Vertical Looping no trilho Ponto mais alto:

N + P = m . acp Ponto mais baixo:

N – P = m . acp

Ponto mais alto:

gRV .min

5 Vertical Looping com fio Ponto mais alto:

N + P = m . acp Ponto mais baixo:

N – P = m . acp

Ponto mais alto:

gRV .min

6-A Vertical Valeta N – P = m . acp

6-B Vertical Lombada P – N = m . acp gRV .max

7 Vertical Rotor mecânico P = Fat

N = m.acp

gRV

.min

8 Vertical Roda gigante Ponto mais alto:

P – N = m . acp Ponto mais baixo:

N – P = m . acp

9 Vertical Sobre elevação da pista P . tg = m . acp tggRV ..

10 Vertical Pêndulo cônico (pêndulo

girando na forma de um cone) P = T . cos

T . sen = m . acp

tggRV ..

11 Vertical Avião fazendo uma curva P . tg = m . acp tggRV ..

12 Vertical Pêndulo oscilante

(pêndulo de relógio) T = P . cos

T – P = m . acp

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