Movimento Circular Uniforme (MCU)

Conceitos Iniciais

• Período (T):

  • Representado por 'T' maiúsculo.
  • É o tempo gasto pelo móvel para completar uma volta completa.
  • Exemplo: A rotação completa da Terra em torno de seu eixo tem um período de 24 horas.
  • No SI (Sistema Internacional), o período é medido em segundos.

• Frequência (f):

  • É o número de voltas dadas pelo móvel em um intervalo de tempo.
  • Medido em Hertz (Hz) no SI.
  • Tem relação com RPM (rotações por minuto), onde 1 Hz equivale a 60 RPM.
  • Relação: O período é o inverso da frequência e vice-versa.

Velocidade no MCU

• Velocidade Tangencial (v):

  • Tangente à curva do movimento.
  • No MCU, o módulo do vetor velocidade é constante, mas a direção varia.
  • Fórmula: ( v = \frac{2 \pi r}{T} ) ou ( v = 2 \pi r f ) onde 'r' é o raio da circunferência.
  • Unidade no SI: metros por segundo (m/s).

• Velocidade Angular (ω):

  • Representada pela letra ômega (ω).
  • Fórmula: ( \omega = \frac{2 \pi}{T} ) ou ( \omega = 2 \pi f ).
  • Unidade: radianos por segundo.

Transmissão de Movimento

• Engrenagens e Correias:

  • Correias mantêm o mesmo sentido de giro; engrenagens têm sentidos opostos.
  • Relação: ( r_A f_A = r_B f_B ) onde 'r' é o raio e 'f' é a frequência.

• Acoplamento por Eixo:

  • Polias no mesmo eixo giram juntas.
  • Período e frequência são iguais entre polias acopladas.
  • Velocidade tangencial maior para partes com maior raio.

Exemplos Práticos

1. Partícula em MCU:

   • Raio de 2 metros; 5 voltas em 2 segundos.
   • Período: 0,4 segundos; Frequência: 2,5 Hz.
   • Velocidade Tangencial: ( 10 \pi ) m/s.
   • Velocidade Angular: ( 5 \pi ) rad/s.

2. Polias Ligadas por Correia:

   • Polia A: raio de 2 cm; Polia B: raio de 8 cm.
   • Polia A faz 60 rotações/min.
   • Frequência da Polia A: 4 Hz.

Observações Finais

• Sempre lembrar das unidades: Hertz (Hz) deve ser com letra maiúscula se abreviado.
• Fixação dos conceitos através de exercícios e simulados é essencial para aprendizagem.

Essas foram as principais informações da aula sobre Movimento Circular Uniforme, cobrindo conceitos e exemplos aplicados que são frequentemente abordados em contextos como o ENEM.