Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

Marque a alternativa incorreta:

A. O trabalho da força centrípeta é sempre zero.

B. A força de atrito nunca pode ser uma força centrípeta.

C. Quando o movimento circular não é uniforme, a aceleração só tem componente centrípeta.

D. A velocidade num movimento circular, uniforme ou não, é um vetor ortogonal ao vetor distância ao centro da trajetória.

E. A aceleração angular instantâne é sempre igual à derivada da velocidade angular pelo tempo.

Passo 1

Queremos achar a afirmativa errada.

Vamos pegar uma por uma...

A. O trabalho da força centrípeta é sempre zero.

A força centrípeta por definição é a componente da força que atua apontando para o centro de um deslocamento circular.

Assim, temos que a força centrípeta estará sempre perpendicular ao deslocamento de um corpo, que por sua vez tem a mesma direção da velocidade:

Como o trabalho de uma força é dado por:

W = F → ∙ d →

W = F d c o s θ

Se a todo instante a força centrípeta F → c t p é perpendicular ao deslocamento d → , o ângulo entre eles é θ = 90 ° :

W F c t p = F c t p d c o s 90 °

W F c t p = F c t p d 0

W F c t p = 0

Então a afirmativa A. está correta.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

B. A força de atrito nunca pode ser uma força centrípeta.

Imagine um carro realizando uma curva...

Que força que atua no carro para que ele realize o movimento circular?

Isso mesmo! A força de atrito:

O atrito dos pneus com o solo é responsável por fazer o carro realizar a curva, logo ela atua como força centrípeta.

Até se existir uma componente da força de atrito na direção do movimento, ainda não anula o fato de que a força de atrito também está exercendo o papel da força centrípeta.

A letra B. está incorreta.

Passo 3

C. Quando o movimento circular não é uniforme, a aceleração só tem componente centrípeta.

Em um movimento circular uniforma, não só há uma mudança na direção da velocidade (aceleração centrípeta) como há uma mudança no módulo da velocidade (aceleração tangencial).

Assim, a letra C. está incorreta.

Passo 4

D. A velocidade num movimento circular, uniforme ou não, é um vetor ortogonal ao vetor distância ao centro da trajetória.

A velocidade em um movimento circular é sempre tangente à ao círculo, enquanto a distância ao centro do círculo está na direção radial.

As direções tangencial e radial são perpendiculares:

A afirmativa D. está correta.

Passo 5

E. A aceleração angular instantâne é sempre igual à derivada da velocidade angular pelo tempo.

A aceleração angular α é a variação da velocidade angular ω com relação ao tempo, então realmente podemos representar α como a derivada de ω com relação à variável t (tempo):

α = d ω d t

A afirmativa E. está correta.

Resposta

B. e C.

Ambas estão incorretas.

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