Teoria

A Força centrípeta é a responsável por “puxar” o corpo para o centro da trajetória circular, quando temos um movimento circular ou curvilíneo.

Força Centrípeta no M.C.
Força Centrípeta no M.C.

Na figura acima podemos observar a força centrípeta representada por uma seta vermelha, ela sempre aponta para o centro da trajetória circular. Para um corpo permanecer em movimento circular, ele obrigatoriamente deve estar sob ação de uma força centrípeta!

Agora, pra a gente começar com o pé direito, dá uma conferida nesse vídeozinho super completo sobre Força Centrípeta, que o Responde Aí preparou pra você 👇👇👇

Ou se você preferir, continua comigo no textinho! 😉 👇

Fórmula da Força Centrípeta

Podemos calcular a força centrípeta usando a seguinte fórmula:

Fórmula da força centrípeta
Fórmula da força centrípeta

Onde:

  • é a massa do objeto, em ;
  • é a velocidade do objeto, em ;
  • é o raio da trajetória percorrida pelo corpo, em .

Aceleração Centrípeta

aceleração centrípeta é uma componente da aceleração perpendicular à trajetória e ela é responsável pela mudança de direção.

Podemos calcular a aceleração centrípeta usando a seguinte fórmula:

Apesar do nome “aceleração”, ela não muda o módulo de velocidade do objeto.

Agora, você sabia que a fórmula da força centrípeta é uma junção entre a segunda lei de Newton e a aceleração centrípeta!?

Lembrando que, pela segunda lei de Newton:

Substituindo a aceleração centrípeta, ficamos com:

Que é exatamente a fórmula da força centrípeta que vimos ali em cima!

Aplicações da Força Centrípeta

Já sabemos o módulo, a direção e o sentido dessa força, portanto, devemos sempre lembrar que no Movimento Circular Uniforme a força centrípeta é a resultante das forças que atuam sobre o corpo apontando para o centro da trajetória.

Vamos ver uns exemplos de movimento circular uniforme pra ficar bem claro:

Movimento Circular Uniforme em duas situações
Movimento Circular Uniforme em duas situações

Situação 1: Considerando que a superfície do loop não tem atrito, o diagrama de corpo livre do corpo é:

DCL momento (2)
DCL momento (2)

Como sempre, a força centrípeta está apontando para o centro da trajetória circular.

No entanto, ela não é uma força a mais, que você pode colocar na segunda lei de newton junto com as outras e tirar o valor dela. Ela é a resultante das forças que atuam na direção que passa pelo centro da trajetória. Portanto:

Situação 2: Agora temos o corpo no alto da trajetória, apresentando o seguinte diagrama:

DCL momento (2)
DCL momento (2)

Aqui, da mesma maneira que a anterior, a força centrípeta é a resultante das outras duas forças:

Força Centrípeta e Centrifuga

Como terminamos de ver, a Força centrípeta é uma força presente em movimentos circulares, responsável por alterar a direção e/ou o sentido da velocidade linear. Já a Força centrífuga não existe do ponto de vista de um referencial inercial! Ela é uma pseudoforça que ocorre em um referencial não inercial em rotação.

Sabe quando você esta em um carro fazendo uma curva e você sente como se seu corpo fosse “puxado” pra fora da curva? É exatamente isso o que chamamos de força centrifuga!

Agora vamos praticar com exercícios?!

Fórmula da Força Centrípeta

Aplicações da Força Centrípeta

Força Centrípeta e Centrifuga

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