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Em cada caso, represente as acelerações centrípeta, tangencial e vetorial, a partir das informações veiculadas.
a) Um carro trafegando sobre uma pista horizontal e plana aproxima-se de um semáforo com a luz vermelha. No instante representado, o motorista está acionando suavemente os freios.
b) Um menino segura uma pedra presa a um cordão e coloca o sistema a girar sobre sua cabeça, em um plano horizontal. No instante representado, a pedra executa um movimento circular e uniforme.
c) Um piloto de motocicleta descreve uma curva. Ao final da curva, o piloto aciona ainda mais o acelerador a fim de aumentar sua velocidade. No instante representado, a moto está fazendo curva e sua velocidade está aumentando.
d) Um satélite S orbita em torno da Terra. Sua órbita é circular e sua velocidade escalar é constante.
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Em cada caso, represente as acelerações centrípeta, tangencial e vetorial, a partir das informações veiculadas.
a) Um carro trafegando sobre uma pista horizontal e plana aproxima-se de um semáforo com a luz vermelha. No instante representado, o motorista está acionando suavemente os freios.
b) Um menino segura uma pedra presa a um cordão e coloca o sistema a girar sobre sua cabeça, em um plano horizontal. No instante representado, a pedra executa um movimento circular e uniforme.
c) Um piloto de motocicleta descreve uma curva. Ao final da curva, o piloto aciona ainda mais o acelerador a fim de aumentar sua velocidade. No instante representado, a moto está fazendo curva e sua velocidade está aumentando.
d) Um satélite S orbita em torno da Terra. Sua órbita é circular e sua velocidade escalar é constante.
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Passo 1
Vamos resolver a letra a) do exercício. O enunciado fala sobre um carro que está em uma pista horizontal e plana, aproximando-se de um semáforo vermelho e acionando suavemente os freios. O conteúdo que vamos abordar aqui envolve acelerações centrípeta, tangencial e vetorial. Para resolver, vamos precisar entender como essas acelerações se aplicam ao movimento do carro nesse cenário.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o movimento do carro. Como ele está em uma pista horizontal e reta, não há mudança na direção do movimento, apenas na sua velocidade. Quando o motorista aciona os freios, o carro está desacelerando, o que implica em uma aceleração tangencial.
A aceleração centrípeta está relacionada a mudanças na direção do movimento em trajetórias curvas, mas como o carro está se movendo em linha reta, a aceleração centrípeta é zero.
A aceleração tangencial ocorre quando há uma mudança na velocidade do objeto ao longo da trajetória. Neste caso, o carro está diminuindo sua velocidade suavemente, então a aceleração tangencial é negativa (desaceleração).
A aceleração vetorial é a combinação da aceleração centrípeta e da aceleração tangencial. Como a aceleração centrípeta é zero, a aceleração vetorial é igual à aceleração tangencial.
Passo 3
Agora, vamos resolver a letra b) do exercício. O enunciado descreve um menino segurando uma pedra presa a um cordão e girando o sistema em um plano horizontal. A pedra está executando um movimento circular e uniforme. Vamos trabalhar com as acelerações centrípeta, tangencial e vetorial nesse contexto.
Passo 4
Como a pedra está em movimento circular uniforme, sua velocidade está constante em módulo, mas a direção está mudando continuamente. A aceleração centrípeta é responsável por essa mudança de direção e aponta para o centro da trajetória circular.
Como o movimento é uniforme, não há mudança na velocidade, ou seja, a aceleração tangencial é zero.
A aceleração vetorial é a combinação das acelerações centrípeta e tangencial. Neste caso, como a aceleração tangencial é zero, a aceleração vetorial é igual à aceleração centrípeta.
Passo 5
Vamos agora resolver a letra c) do exercício. O cenário envolve um piloto de motocicleta que está descrevendo uma curva e, ao final da curva, aumenta o acelerador para aumentar a velocidade. A moto está fazendo curva e sua velocidade está aumentando no instante analisado. Vamos utilizar os conceitos de acelerações centrípeta, tangencial e vetorial.
Passo 6
Ao fazer uma curva, a motocicleta está realizando um movimento circular, o que envolve a aceleração centrípeta direcionada para o centro da curva, mantendo a trajetória circular.
Como o piloto está aumentando a velocidade, há uma aceleração tangencial positiva na direção do movimento, indicando um aumento na velocidade da moto.
A aceleração vetorial é a combinação das acelerações centrípeta e tangencial. Ela tem componentes na direção radial (centrípeta) e na direção tangencial.
Passo 7
Por fim, vamos resolver a letra d) do exercício. O enunciado descreve um satélite S orbitando a Terra em uma órbita circular com velocidade escalar constante. Precisamos representar as acelerações centrípeta, tangencial e vetorial desse satélite.
Passo 8
O satélite está em movimento circular uniforme, ou seja, sua velocidade está constante em módulo e a direção está continuamente mudando para manter a órbita circular.
A aceleração centrípeta é responsável por essa mudança de direção e aponta para o centro da Terra.
Como a velocidade escalar é constante, não há variação na velocidade, portanto, a aceleração tangencial é zero.
A aceleração vetorial é a combinação das acelerações centrípeta e tangencial. Neste caso, como a aceleração tangencial é zero, a aceleração vetorial é igual à aceleração centrípeta.
Resposta
- Aceleração centrípeta (
): Direcionada para o centro da Terra - Aceleração tangencial (
): - Aceleração vetorial (
): Igual à aceleração centrípeta ( )