Movimento Circular Uniforme (MCU) – Definições e Fórmulas

O Movimento Circular Uniforme (MCU) consiste em um um tipo de movimento no qual sua trajetória é uma circunferência e cujo módulo de velocidade permanece constante.

Aprenda um pouco mais de física com esse artigo sobre Movimento Circular Uniforme, o MCU. Trata-se de um dos temas mais frequentes da matéria de física nos vestibulares. Você também pode testar os seus conhecimentos sobre diversas matérias no nosso Simulado ENEM.

Já escrevemos um artigo explicando sobre o Movimento Uniforme, fizemos um resumo de física para o ENEM mostrando os temas que mais caem na prova e separamos alguns exercícios de física que irão te ajudar a se preparar melhor para o vestibular.

Além de física, outras matérias importantes no ENEM, da prova de Ciências da Natureza e suas tecnologias, são biologia e química. Mas, para fazer muitos desses exercícios, é bom que você também domine matemática. Veja algumas das nossas dicas de Matemática para o ENEM e o que mais cai de Química na prova.

Nesse artigo vamos falar sobre:

• Definição de Movimento Circular Uniforme (MCU);
• Fórmulas que podem ser cobradas no vestibular;
• Dicas sobre a matéria que podem te ajudar a se preparar melhor para a prova de física.

Conceitos iniciais sobre o Movimento Circular Uniforme

O Movimento Circular Uniforme (MCU) consiste na trajetória de um objeto se movendo circularmente com velocidade de módulo constante.

O que é Aceleração Centrípeta?

Aceleração Centrípeta (a) é a força perpendicular à velocidade que altera a direção  do objeto. No Movimento Circular Uniforme, o módulo dessa aceleração é diferente de zero, apontando para o centro a todo momento, fazendo com que a trajetória do objeto seja circular.

O que é Aceleração Tangencial?

Aceleração Tangencial é a aceleração que altera o módulo da velocidade, fazendo este aumentar ou diminuir. No Movimento Circular Uniforme, como o módulo da velocidade é constante, isso significa que o módulo dessa aceleração é igual a 0.

Frequência e Período

O Movimento Circular Uniforme (MCU) pode ser chamado de Movimento Periódico, isto é, um movimento que se repete sucessivamente. Dentro do MCU, existem duas grandezas que medem essas repetições:

O que é Frequência em Hertz (f)?

A frequência é que o número de repetições dividida pelo tempo. No caso do MCU, é o número de voltas dadas sobre o tempo gasto pelo o objeto percorrer essa distância.

O que é Hertz?

É a unidade de medida  da frequência, ou seja, o número de repetições por segundo. Outra unidade de medida usada para frequência são Rotações por Minuto (RPM), que é o valor em Hz multiplicado por 60.

O que é Período (T)?

Período, no MCU, é a grandeza utilizada para medir o tempo gasto em cada repetição, ou seja, é o tempo dividido pelo número de voltas. O Período é medido em segundos (s), e podemos dizer também que ele e a Frequência são inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior a frequência, menor é o período e vice-versa.

Exemplo: T = 2s ➞ 2 voltas por segundo

Logo

f = 1/2Hz ➞ meia volta por segundo

Velocidade Tangencial e Angular

Digamos, por exemplo, que um objeto em Movimento Uniforme Circular (MCU) percorre uma certa distância D entre os pontos 1 e 2. Como a trajetória é circular, este objeto também descreve um certo ângulo θ.

Nesse contexto, podemos apontar duas velocidades para o objeto:

Velocidade Tangencial (V):

Mede a distância do círculo percorrida por unidade de tempo.

V = D/t ➞ medida em m/s (metros por segundo)

Velocidade Angular (ω):

Mede o ângulo percorrido por unidade de tempo. Na Física, os ângulos são medidos em Radianos, logo, a unidade de medida da Velocidade Angular é Rad/s (Radianos por segundo).

Como estamos tratando de um Movimento Circular Uniforme, em intervalos de tempos iguais, a distância e o ângulo percorridos sempre serão os mesmos, uma vez que a velocidade é sempre constante. Logo, podemos afirmar que a Velocidade Tangencial e a Velocidade Angular nunca mudam, uma vez que o movimento é uniforme.

Cálculo da Velocidade

Como as velocidades nunca mudam, podemos considerar qualquer trecho do movimento para calculá-las. Por uma questão de praticidade, consideramos uma volta completa na circunferência:

Velocidade Tangencial (V):

Em uma volta completa, a distância percorrida corresponde ao comprimento da circunferência (2.π.R), e o tempo gasto para um giro completo é justamente o período (T) do movimento. Sendo assim, podemos escrever:

V – velocidade média

Δs – deslocamento

Δt – intervalo de tempo

R – raio da circunferência

T – período

Velocidade Angular (ω):

O deslocamento angular, em uma volta completa, é de 360° (2π rad) e o tempo gasto em um giro completo também corresponde ao período (T) do movimento. Nesse contexto temos:

Como a frequência é o inverso do período, podemos escrever:

É possível relacionar velocidade tangencial e a velocidade angular de um objeto que executa um MCU por meio da seguinte fórmula:

Teste os seus conhecimentos com os nossos exercícios sobre movimento circular uniforme.

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Além de explicar o que é Movimento Circular Uniforme, já falamos aqui sobre outros assuntos que caem nos vestibulares. Aproveite para ver dicas de como fazer uma redação nota 1000, saber quais são as principais ideias do filósofo Sócrates ou até mesmo descobrir o que é chuva ácida.

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