Exercícios Resolvidos de Introdução ao Movimento Circular

Movimento Circular

A figura mostra a trajetória no plano horizontal de uma partícula que se desloca da posição A para a posição final B. Dentre as setas marcadas nos pontos 1 a 5 da figura, as que podem representar o vetor aceleração da partícula no ponto considerado são

(a) a → 1 e a → 4

(b) a → 1 ,   a → 2 e a → 4

(c) a → 2 e a → 5

(d) a → 3 e a → 4

(e) a → 2 e a → 3

Passo 1

Com a exceção do ponto 5, todos os pontos indicados na figura são pontos de curva, onde a trajetória da partícula pode ser comparada a um movimento circular.

Nesses pontos de curva, temos sempre 2 tipos de aceleração: a aceleração centrípeta, que aponta pro centro da curva e a aceleração tangencial, que é tangente à trajetória.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

O detalhe crucial é que a partícula sempre tem aceleração centrípeta quando faz uma curva. A partícula, quando faz a curva, está mudando de direção. E é justamente a aceleração centrípeta que faz essa mudança de direção.

Por outro lado, a partícula nem sempre tem aceleração tangencial. Essa é associada com a variação do valor da velocidade da partícula. Então se a partícula estiver lá de boas, mantendo sua velocidade constante, não vai ter aceleração tangencial.

Passo 3

Conclusão disso tudo: numa questão dessas, temos que sempre considerar a aceleração centrípeta; numa curva a aceleração nunca é só tangencial. Ou seja, o vetor aceleração da partícula tem que sempre apontar pelo menos um pouco pra dentro da curva.

Passo 4

Agora vamos ver os vetores aceleração um por um!

  • O vetor a → 1 aponta pra dentro da curva, então tudo certo com ele!
  • O vetor a → 2 é só tangencial, então ele não pode representar a aceleração da partícula nesse ponto.
  • O vetor a → 3 está apontando pra fora da curva, então podemos eliminar.
  • Nada de errado com o vetor a → 4 , ele está apontando pra dentro da curva.
  • O vetor a → 5 é um caso à parte. A partícula não está mais fazendo uma curva, e sim um movimento retilíneo, então o vetor aceleração dela tem que apontar na direção dessa reta. Mas não é o caso, o a → 5 aponta pra fora da reta, então está errado!

Então os vetores corretos são o a → 1 e o a → 4 !

Resposta

Alternativa (a)

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