Qual a função de uma aceleração centrípeta nos movimentos curvilíneos?

A física estuda diversos fenômenos cotidianos, como por exemplo o movimento dos corpos e o repouso dos objetos. Para esse estudo, é muito importante entender os conceitos de aceleração tangencial, velocidade, força, orientação, entre outros. 

Para te ajudar, a Coruja preparou um artigo que resume as informações necessárias para o entendimento do que é aceleração tangencial e como ela pode aparecer na sua prova de vestibular: componentes vetoriais, características e conceitos. Confira a seguir!

• O que é aceleração tangencial?
• Características da Aceleração Tangencial
• Fórmulas para aceleração tangencial
• Questão de Aceleração Tangencial
• Assista uma aula grátis de Aceleração tangencial
• Veja também:

O estudo do movimento, na física, passa pelo movimento retilíneo uniforme, movimento retilíneo uniformemente variado, movimento curvilíneo, entre outros. A aceleração tangencial é um componente importante na variação da velocidade dos corpos e, por isso, será estudada adiante.

Ao observar um corpo em movimento a nível do estudo pré-vestibular, percebem-se duas componentes diferentes que podem interferir no tempo com que esse deslocamento acontece:

Velocidade

A velocidade é a distância que o corpo percorre em um determinado espaço de tempo. Por exemplo, dizer que a velocidade de um carro na viagem entre Campinas e São Paulo foi de 100 km/h significa que a cada uma hora, o carro andou aproximadamente 100 km.

Aceleração

A aceleração é o ente físico que possibilita o aumento da velocidade em um espaço de tempo. Como exemplo, imagine que uma pessoa está se deslocando a uma velocidade de 10m/s e precisa acelerar o passo porque está atrasada — se ela aplicar uma aceleração de 1m/s2, a cada segundo sua velocidade aumenta. Ou seja, a cada unidade de tempo quadrada ela anda mais rápido. 

A aceleração escalar é a responsável pela mudança na intensidade da velocidade, conforme demonstrado na imagem anterior. 

É importante ressaltar também que a aceleração, quando é negativa, indica que o corpo está diminuindo sua velocidade. Por exemplo, quando um motorista avista um animal na pista à sua frente, ao acionar os freios, cria-se uma aceleração negativa que causa a redução da intensidade do vetor velocidade naquele corpo automobilístico.

Por sua vez, a nomenclatura aceleração tangencial é resultante da decomposição da aceleração normal no movimento circular ou curvo. 

Nesse tipo de deslocamento, a aceleração tangencial é igual a aceleração escalar, enquanto existe uma outra aceleração: a componente centrípeta, responsável pelo direcionamento do vetor velocidade 

Componente Centrípeta

É a componente vetorial que altera a direção e o sentido do vetor velocidade na trajetória. Nos movimentos curvos e circulares, ela sempre aponta para o raio da curva.

Como a aceleração centrípeta não altera o valor da velocidade, ela pode aparecer em movimentos uniformes ou movimentos variados. No caso do deslocamento curvilíneo, ela está sempre presente.

Componente Tangencial

A componente tangencial da aceleração é encarregada de alterar a intensidade da velocidade do corpo em um determinado espaço de tempo. Ou seja, se assemelha à aceleração escalar e está relacionada com movimentos variados. 

O apontamento do vetor aceleração tangencial ocorre na direção do movimento, de forma que esteja tangente a ele. Quando ela é positiva, o sentido é igual ao do vetor velocidade. Quando a aceleração tangencial é negativa, o sentido será contrário ao movimento. 

É importante perceber que, no caso de movimentos curvos, a componente centrípeta sempre estará presente, uma vez que modula o sentido da velocidade e permite a curvatura da trajetória. Já a aceleração tangencial só aparece quando o movimento curvo é variado e permite a alteração da intensidade da velocidade.

Características da Aceleração Tangencial

Agora que você já conhece as formas como essa componente aparece, veja as principais características da aceleração tangencial:

• Como já foi citado anteriormente, ela altera a intensidade da velocidade — com isso pode acelerar ou retardar a velocidade do movimento;
• É nula quando o movimento é uniforme, isso porque a velocidade não se altera no decorrer do tempo;
• Sempre está tangente à curva do movimento e, por isso, possui um ângulo de 90º com a componente centrípeta;
• Junto com a aceleração centrípeta, forma a aceleração resultante dos movimentos curvilíneos.

Fórmulas para aceleração tangencial

Conforme citado no tópico anterior, a soma entre a componente tangencial e centrípeta fornece a aceleração resultante no movimento referido.

 aceleração resultante = aceleração centrípeta + aceleração tangencial

Além disso, o valor da aceleração tangencial é, em módulo, igual a aceleração escalar do corpo. Ou seja:

ΔV/Δt=aceleração escalar = |aceleração tangencial|

A partir da angulação entre o vetor aceleração tangencial e o vetor aceleração centrípeta, é possível traçar um triângulo retângulo pitagórico. Com isso, faz-se a seguinte expressão:

 aceleração resultante2 = aceleração centrípeta2 + aceleração tangencial2

Questão de Aceleração Tangencial

Após conhecer todas as informações necessárias sobre esse assunto, treine seu entendimento com questões de aceleração tangencial que já apareceram no vestibular. Ao final, não deixe de conferir a resolução desenvolvida pela Equipe do Estratégia, vale a pena comparar sua resposta e relembrar possíveis dicas e truques de desenvolvimento.

(UEL – PR) Uma pista é constituída por três trechos: dois retilíneos AB e CD e um circular BC, conforme esquema abaixo. Se um automóvel percorre toda a pista com velocidade escalar constante, o módulo da sua aceleração será:

a) nulo em todos os trechos.
b) constante, não nulo, em todos os trechos.
c) constante, não nulo, nos trechos AB e CD.
d) constante, não nulo, apenas no trecho BC.
e) variável apenas no trecho BC.

Se a velocidade não se altera, em todo o trecho em que o movimento é retilíneo a aceleração escalar será nula. Apesar disso, o trecho BC é curvilíneo e possibilita uma aceleração centrípeta existente de forma constante e não nula. Com isso, o direcionamento do vetor velocidade é alterado, mas o seu valor não sofre modificações. Assim, a alternativa correta é a representada na letra D.

Veja também: O que cai de física no Enem?

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Qual a função da aceleração centrípeta?

Qual a função de uma aceleração tangente nos movimentos curvilíneos?

Qual o movimento da aceleração centrípeta?

Qual é a função da aceleração centrípeta em relação a velocidade linear?