A Cinemática Circular é o campo da Física focado no estudo do Movimento Circular (MC). Por sua vez, esse é o movimento realizado por um corpo numa trajetória circular ou curvilínea. Continue lendo para saber mais. 

O que é cinemática circular?

Como citamos acima, a cinemática circular consiste no estudo do movimento circular (MC). Esse movimento é aquele realizado por um corpo numa trajetória circular ou curvilínea. O período e a frequência são grandezas relevantes que devem ser consideradas na realização desse movimento. Confira abaixo os conceitos:

• Período – é medido em segundos e consiste no intervalo de tempo necessário para completar um ciclo.
• Frequência – é medida em hertz e determina quantas vezes a rotação ocorre por unidade de tempo. 

A relação entre período T e a frequência f se dá por:

T = 1f    ou     f = 1T

É comum também estudar o movimento circular como o MCU (movimento circular uniforme) e o MCUV (movimento circular uniformemente variado).

O que é Movimento Circular Uniforme (MCU)?

Esse movimento acontece quando um corpo descreve uma trajetória curvilínea com velocidade constante. Podemos citar como exemplos do MCU, os seguintes movimentos:

• Das pás do ventilador;
• Lâminas do liquidificador;
• Roda gigante do parque de diversões após estar em regime estacionário;
• Rotação do planeta Terra. 

Sendo a aceleração a variação da velocidade, no MCU não existe aceleração angular ou tangencial. A aceleração centrípeta é a única aceleração no MCU. 

O que é posição angular? 

Descreve o arco de um trecho da trajetória indicada por um determinado ângulo. É representada pela letra grega phi (φ).

φ = SR

Sendo: 

φ – posição angular (rad)

S – posição (m)

R – raio da circunferência (m)

O que é deslocamento angular? 

O deslocamento angular é aquele que define a posição angular final e inicial da trajetória. Sua representação é feita por Δφ (delta phi). 

Δφ = ΔSR

Sendo: 

Δφ – deslocamento angular (rad) – Δφ = φfinal – φinicial 

ΔS – trata-se da diferença entra a posição final e a posição inicial (m) – ΔS = Sfinal – Sinicial

R – raio da circunferência (m).

O que é Velocidade Angular Média?

Indica o deslocamento angular pelo intervalo de tempo do movimento na trajetória. A sua representação é feita pela letra grega ômega (ω). 

ωm = ΔφΔt

Sendo: 

ωm – velocidade angular média (rad/s)

Δφ – deslocamento angular (rad)

Δt – intervalo de tempo do movimento (s)

A velocidade instantânea é sempre igual à média, pois o movimento é constante. É interessante observar que a velocidade tangencial é perpendicular à aceleração, que nesse tipo de movimento é centrípeta. Ela não é nula e aponta sempre para o centro da trajetória. A relação entre velocidade angular e frequência costuma ser dada por: 

ω = 2 . f

O que é aceleração centrípeta?

É o tipo de aceleração que acontece nos corpos que descrevem uma trajetória circular ou curvilínea. O cálculo da aceleração centrípeta é feita pelo uso da seguinte expressão: 

Ac = V2R

Sendo: 

Ac – aceleração centrípeta (m/s2)

V – velocidade (m/s)

R – raio da trajetória circular (m)

O que é força centrípeta?

A força centrípeta pode ser observada nos movimentos circulares. O seu cálculo é realizado por meio da Segunda Lei de Newton (Princípio da dinâmica):

Fc = m . ac

Sendo: 

Fc – força centrípeta (N)

m – massa (Kg)

ac – aceleração centrípeta (m/s2)

O que é função horária angular do MCU? 

Essa função é responsável por determinar a posição de um móvel na trajetória, depois do movimento ter começado, em algum instante de tempo. Confira essa função abaixo:

φ(t) = φ0 + . t

A posição em um instante qualquer depende da posição inicial. Depende também da velocidade angular e de quanto se passou desde o começo da contagem. A velocidade angular e a posição inicial são constantes. 

O que é Movimento Circular Uniformemente Variado (MCUV)?

Esse movimento também descreve uma trajetória curvilínea, no entanto, a sua velocidade varia durante o percurso. Nesse movimento, um objeto sai do repouso ou da velocidade constante e dá início à aceleração. 

A aceleração de todo movimento variado possui aceleração constante. A aceleração média é igual à instantânea em todo o movimento. Dessa forma, a cada unidade de tempo, a velocidade aumenta ou diminui a mesma quantidade. 

O que é Aceleração Angular Média?

Determina a variação da velocidade angular no intervalo de tempo da trajetória. É representada pela letra grega alpha (α). 

α = ∆t

Sendo: 

α – aceleração angular média (rad/s2)

ω – velocidade angular média (rad/s)

Δt – intervalo de tempo da trajetória (s)

Função horária da velocidade no MCUV

A função da velocidade é utilizada para determinar a velocidade angular num determinado instante de tempo. A velocidade inicial e a aceleração são constantes. 

t = 0 + a . t 

Função horária da posição no MCUV

Essa função horária depende da posição inicial, da velocidade inicial e da aceleração, todos constantes. Nesse caso, a única variável é o tempo. 

(t) = 0 + 0 . t + a2 . t2

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