Aula: Força Centrípeta Physics • 9º Ano

Nesta aula, nós vamos aprender como analisar as magnitudes, direções e fontes de forças que atuam nos objetos que se deslocam ao longo de caminhos circulares.

Plano de aula

Os alunos serão capazes de

definir o termo força centrípeta como uma força atuando em direção a um ponto central;
reconhecer que uma força centrípeta constante produz uma aceleração constante de um objeto em direção ao centro de um caminho circular em que o objeto se move a uma velocidade constante;
calcular a magnitude de uma força centrípeta utilizando e ;
reconhecer que e implica que e , onde é a aceleração centrípeta;
reorganizar e para encontrar valores desconhecidos de , e ;
determinar variações na força centrípeta que atua sobre um objeto em movimento circular em vários pontos ao longo de seu caminho, onde forças diferentes da força centrípeta podem agir sobre o objeto;
determinar forças que agem sobre objetos em movimento circular para fornecer uma força centrípeta sobre o objeto.

Vídeo da aula

Lição de casa da aula

Q1:

Qual é a magnitude da força centrípeta que deve atuar sobre um objeto de massa 1,0 kg para fazê-lo se mover ao longo de um caminho circular de diâmetro 1,0 m, completando um círculo a cada 1,0 s? Dê sua resposta para o mais próximo newton.

Q2:

Um carro de massa 360 kg viaja a uma velocidade constante ao longo de uma trajetória circular em torno de uma rotunda. O raio da rotunda é de 12 m. O carro demora 28 s para completar a volta à rotunda.

Qual é a força de atrito entre as rodas do carro e a superfície da estrada? Apresente a resposta em newtons arredodadas às unidades.

Qual é o coeficiente de atrito estático das rodas do carro na superfície da estrada? Utilize o valor de 9,8 m/s² para a aceleração gravítica. Apresente a resposta com três casas decimais.

Q3:

Um disco giratório tem uma corda que o liga a uma esfera pequena que tem uma massa de 16 g. A corda está pendurada num ponto a uma distância desprezável do seu centro, como se mostra no diagrama. O disco gira uniformemente em torno do seu centro com uma velocidade angular de 24 rad/s. A corda faz um ângulo de com o eixo de rotação do disco.

Qual é a intensidade da força vertical exercida na esfera pela corda?

Qual é a distância entre o eixo de rotação do disco e a trajetória circular seguida pela esfera?

Qual é a intensidade da força horizontal exercida na esfera pela corda?

Qual é a intensidade da força exercida na esfera pela corda?