UFMG – Fundamentos de Mecânica – P1 – Questão Q1
Uma partícula pode ter sua velocidade vetorial variável, se o módulo da velocidade for constante.
Passo 1
Oi, tudo bem?
Essa questão parece complicada, mas vou ajudar você aqui! O problema nos pediu para comentar essa afirmação. Explicando e corrigindo caso fosse necessário.
Essa afirmação nos disse que uma partícula pode ter uma velocidade vetorial variável, se o módulo da velocidade for constante. Será que isso pode acontecer?
A ideia aqui é relacionar o vetor velocidade (com seu módulo, direção e sentido) com os movimentos que conhecemos até agora.
E sim! A resposta é sim! É possível que isso aconteça sim!
A parte do módulo da velocidade pode ser constante, mas ela pode estar mudando sua direção e sentido a cada instante!
mas em qual movimento isso acontece?
Resposta no próximo passo...
Passo 2
No movimento circular uniforme!
Nesse movimento, como o próprio nome diz, a velocidade tem módulo constante. Isto é: percorre distâncias iguais em tempos iguais!
No movimento circular a distância que é percorrida é um círculo, e essa distância é percorrida em tempos iguais, chamamos de período (T). A velocidade linear é
Essa velocidade tem sempre módulo igual, mas e sua direção e sentido?
Passo 3
Agora vamos analisar um pouco do sentido e direção. No MCU, o sentido e a direção de velocidade de uma partícula são dados pelo sentido e direção do vetor tangente à trajetória no instante em que queremos analisar. Isso porque em cada instante tanto a direção quanto o sentido mudam!
Digamos que uma bolinha esteja em trajetória circular no sentido horário. Bem no alto, o vetor tangente ao círculo é
Horizontal para a direita. E quando essa bolinha passa pelo ponto mais baixo da trajetória?
A direção pode até ser horizontal, mas o sentido mudou completamente!
E agora se ela estiver subindo?
Agora a direção E o sentido são completamente diferentes daquele vetor roxo, que marcamos como sendo o início da nossa trajetória.
Então, o que eu quero com isso, é afirmar que: a velocidade vetorial é uma composição da parte modular, de direção e sentido. E que mesmo que o módulo não mude, a direção e o sentido podem sim mudar!
E é isso!
Espero ter ajudado!