Relatorio de força centripeta

Laboratório de Física II
Relatório 1

Força Centrípeta

Verificar experimentalmente que a força centrípeta que age sobre uma partícula efetuando um movimento circular uniforme é diretamente proporcional a sua respectiva massa (M), ao quadrado da velocidade tangencial (V), e inversamente proporcional ao seu raio de giro (R).

2. Introdução Teórica

A componente centrípeta [pic] é a componente da aceleração vetorial na direção do raio de curvatura (R) e indica a variação da direção do vetor velocidade [pic]. Tem sentido apontando para o centro da trajetória (por isso, centrípeta). A componente centrípeta da força resultante é a causa determinante de qualquer trajetória curva.

É importante destacar que, a intensidade da componente centrípeta da resultante é dependente da massa da partícula (m), da velocidade escalar com que a partícula faz a curva (V) e da geometria da curva.

Para m (massa) e R (raio) constantes, a intensidade da componente centrípeta será proporcional ao quadrado da velocidade escalar:

(1)

A componente centrípeta da resultante [pic]e a velocidade vetorial [pic], supostas não nulas, apresentam direções perpendiculares entre si, pois a velocidade vetorial tem a direção da reta tangente à trajetória e a componente centrípeta tem a direção da reta normal à trajetória.

Como a componente centrípeta da resultante, suposta não nula, é continuamente normal à trajetória, ela nunca terá direção constante e, portanto nunca será vetorialmente constante.

Das equações de movimento vertical uniformemente variado e da lei fundamental da dinâmica temos:

[pic] (2) e [pic] (3)

[pic](4)

Deduzimos que e em um sistema tracionado por uma massa e que esteja em movimento circular devido à força peso exercida por esta massa, a aceleração poderá ser calculada usando-se a seguinte relação (obtida de 3 e 4).

[pic] (5)
Podemos transformá-la em uma função linear e usar a seguinte relação:

[pic] (6)
3.