Estudo de aluguns estados cinemáticos importantes
Por Redação
5. Estudo de alguns estados cinemáticos importantes
Repouso e movimento retilíneo e uniforme
Estando a partícula em repouso ou em MRU não haverá nenhuma variação de velocidade vetorial e, portanto, a força resultante será nula e estes estados cinemáticos interpretam as situações de equilíbrio (estático e dinâmico) mantidos por inércia.
Movimento retilíneo e uniformemente variado
Em movimentos retilíneos , a componente centrípeta da resultante é constantemente nula. Em movimento retilíneo e uniformemente variado (MRUV), a componente tangencial da resultante será constante e não nula.
Assim, a força resultante é reduzida à sua componente tangencial, sendo constante e não nula.
Movimento circular e uniforme
Em movimentos uniformes (y = 0), a componente tangencial da resultante é constantemente nula.
Em movimento circular e uniforme (MCU), a componente centrípeta da resultante apresenta módulo constante , no entanto a direção é variável e, portanto é uma força variável.
Desse modo, a força resultante é reduzida à sua componente centrípeta:
Movimento circular e uniformemente variado
Em movimento circular e uniformemente variado, ambas componentes da resultante são não nulas.
Na componente tangencial o módulo será constante (m |y|) e a direção variável.
Na componente centrípeta o módulo e a direção serão variáveis.
Movimento de uma partícula com força resultante constante e não nula
Vamos considerar uma partícula sob a ação de uma força resultante constante e não nula.
Sendo a velocidade vetorial inicial da partícula.
Existem dois casos:
1. A velocidade vetorial inicial é nula ou tem a mesma direção da força resultante .
Isto é, a trajetória da partícula será retilínea, na mesma direção da força e com movimento uniformemente variado.
2. A velocidade vetorial inicial não é nula e tem direção não coincidente com a da força resultante .
Isto é, o movimento da partícula pode ser dividido em dois movimentos parciais:
I. Movimento numa direção normal à direção da força resultante
Esse movimento está livre de forças e, portanto, do tipo retilíneo e uniforme, tendo como velocidade vetorial constante a projeção de nessa direção normal a .
II. Movimento na direção da força resultante
Esse movimento é retilíneo e uniformemente variado, tendo como velocidade inicial a projeção de na direção de e como módulo de aceleração o quociente , sendo m a massa da partícula.
A combinação desses dois movimentos parciais provoca o movimento da partícula com trajetória parabólica e aceleração escalar variável.