Física

Movimento Circular Uniforme (MCU) – Definições e Fórmulas

Movimento Circular UniformeMovimento Circular Uniforme
Mentoria para o Enem

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.

formula periodo

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).

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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:

velocidade angular e linear

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:

formula velocidade angular

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

formula velocidade angular

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

velocidade escalar e angular

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

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Redação Beduka
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