Explique o significado físico de:
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 \theta, medido em radianos. Em cada instante, todos os pontos têm o mesmo ângulo \theta em relação à posição inicial.

Passo 3

Para descrever o movimento usamos as grandezas angulares:
  • Velocidade angular \omega: taxa de variação do ângulo em relação ao tempo,
\omega = \frac{d\theta}{dt}\quad(\text{rad/s}).
  • Aceleração angular \alpha: taxa de variação da velocidade angular,
\alpha = \frac{d\omega}{dt}\quad(\text{rad/s}^2).
Cada ponto situado a uma distância r do eixo tem velocidade linear dada por
\vec{v} = \vec{\omega}\times\vec{r}
ou, em módulo,
v = \omega\,r.
A aceleração desse ponto possui uma componente centrípeta
a_n = \omega^2\,r
e uma componente tangencial
a_t = \alpha\,r.

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 \tau = I\,\alpha.

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 \theta, pela velocidade angular \omega=d\theta/dt e pela aceleração angular \alpha=d\omega/dt, relacionando-se com o movimento linear de cada ponto através de v=\omega\,r.

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