Explique o significado físico de:
c) Movimento de Rotação
c) Movimento de Rotação
Passo 1
O enunciado pede para explicar o significado físico do movimento de rotação. Esse é um conteúdo de cinemática de corpos rígidos, em que vamos precisar definir o eixo de rotação, o deslocamento angular e as grandezas associadas (velocidade e aceleração angulares), além de relacioná-las com os movimentos lineares dos pontos do corpo.
Passo 2
No movimento de rotação um corpo rígido gira em torno de um eixo fixo ou móvel, de modo que cada ponto do corpo descreve uma trajetória circular com centro nesse eixo. A quantidade que mede “quanto” o corpo gira é o ângulo de rotação
, medido em radianos. Em cada instante, todos os pontos têm o mesmo ângulo
em relação à posição inicial.
Passo 3
Para descrever o movimento usamos as grandezas angulares:
- Velocidade angular
: taxa de variação do ângulo em relação ao tempo,
- Aceleração angular
: taxa de variação da velocidade angular,
Cada ponto situado a uma distância
do eixo tem velocidade linear dada por
ou, em módulo,
A aceleração desse ponto possui uma componente centrípeta
e uma componente tangencial
Passo 4
Física e exemplos. Na rotação, diferentemente da translação em que todas as partículas se deslocam paralelas, aqui todas giram em torno do mesmo eixo. Exemplos clássicos são a Terra girando em torno de seu eixo, uma roda de bicicleta ou o movimento de um volante de carro. A distribuição da massa em relação ao eixo determina o momento de inércia, e o torque aplicado gera mudanças na rotação segundo
.
Resposta
O movimento de rotação é o movimento de um corpo rígido em que todas as suas partículas descrevem circunferências concêntricas em torno de um mesmo eixo, caracterizado pelo ângulo de rotação
, pela velocidade angular
e pela aceleração angular
, relacionando-se com o movimento linear de cada ponto através de
.