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Força centrípeta

Força centrípeta é a força resultante que puxa o corpo para o centro da trajetória em um movimento curvilíneo ou circular.

Objetos que se deslocam em movimento retilíneo uniforme possuem velocidade modular constante. Entretanto, um objeto que se desloca em arco, com o valor da velocidade constante, possui uma variação na direção do movimento; como a velocidade é um vetor de módulo, direção e sentido, uma alteração na direção implica uma mudança no vetor velocidade. A razão dessa mudança na velocidade é a aceleração centrípeta.

Como força é dada pela fórmula:

e a aceleração, neste caso particular, corresponde à aceleração centrípeta dada pela fórmula:

temos a força centrípeta que pode ser calculada como:

Onde

é a massa (em quilogramas no SI),
é a velocidade linear do corpo (em metros por segundo no SI)
é o raio da trajetória percorrida pelo corpo (em metros no SI).

Em todo movimento circular existe uma força resultante na direção radial que atua como força centrípeta, de modo que a força centrípeta não existe por si só. Por exemplo, o atrito entre o solo e o pneu do carro faz o papel da força centrípeta quando o carro faz curvas. A força gravitacional faz o mesmo papel no movimento de satélites em torno da Terra. Assim sendo:

ExemplosEditar

Para o exemplo da força gravitacional no movimento dos satélites:

 
 

Onde

  é a massa do satélite,
  é a velocidade do satélite,
  é a massa da Terra,
  é o vetor posição do satélite,
  é o vetor posição do centro de massa da Terra.

Exemplo do uso da força gravitacional para o cálculo da velocidade do telescópio espacial Hubble  :

Sabendo que:

  massa da Terra,
  altura do Hubble em relação à superfície da Terra,
  raio da Terra,
  raio da órbita é a distância do centro de massa do HUBBLE até o centro de massa da Terra,
  Constante universal de gravitação.

Então:

 
 

Logo:

 

ReferênciasEditar

  • David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker. Fundamentos de Física, vol.1: Mecânica, 6a edição, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, Rio de Janeiro (2002).
  • Paul Allen Tipler e Gene Mosca. Física, vol.I – Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica, 5a edição, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., São Paulo (2006).

Ver tambémEditar

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