O Movimento Circular Uniforme (MCU) é um dos temas importantes no ensino médio e frequentemente abordado em provas como o ENEM. Ele descreve o movimento de um corpo que se desloca ao longo de uma trajetória circular com velocidade constante em módulo.
Características do Movimento Circular Uniforme
1. Velocidade Angular (ω):
Onde:
- ω é a velocidade angular (em rad/s),
- Δθ é a variação angular (em radianos),
- Δt é o intervalo de tempo (em segundos).
2. Período (T):
3. Frequência (f):
A unidade de frequência é o Hertz (Hz), que representa o número de voltas por segundo.
4. Velocidade Linear (v):
Onde:
- v é a velocidade linear,
- r é o raio da trajetória circular.
5. Aceleração Centrípeta (ac):
Essa aceleração não altera o módulo da velocidade, mas sim sua direção.
Gráficos Importantes
- Gráfico de θ (posição angular) x t: É uma reta crescente, indicando que a posição angular aumenta linearmente com o tempo.
- Gráfico de ω (velocidade angular) x t: Uma linha reta horizontal, mostrando que a velocidade angular é constante no MCU.
- Gráfico de aceleração centrípeta x tempo: Também é uma linha horizontal, pois a aceleração centrípeta é constante enquanto o corpo estiver em movimento circular uniforme.
Questão do ENEM sobre Movimento Circular Uniforme
Exemplo de questão (ENEM 2017):
“Um ponto P se move em uma circunferência de raio 5 metros com velocidade escalar constante de 10 m/s. Considerando que P parte do ponto de abscissa 5 metros no instante t = 0, determine o valor da aceleração centrípeta do ponto P.”
Resolução:
Para calcular a aceleração centrípeta, usamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Portanto, a aceleração centrípeta é de 20 m/s².
Dicas para o ENEM
- Lembre-se de que no MCU a velocidade angular e a linear são constantes, mas a aceleração centrípeta está sempre presente, direcionando-se para o centro da trajetória.
- Questões envolvendo MCU costumam relacionar o conceito de aceleração centrípeta com a força centrípeta, que é dada por Fc = m · ac, onde m é a massa do corpo.
- Pratique problemas que envolvem a análise de gráficos de movimento circular, pois o ENEM valoriza interpretações de gráficos físicos.
