MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME - PASSO A PASSO

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Eureka Matemática
Movimento Circular Uniforme é um dos assuntos mais temidos pelos alunos. Nesta aula o prof Felipe va...
Video Transcript:
o Olá novamente pessoal estou aqui hoje para nós falarmos de um dos assuntos mais temidos da cinemática o movimento circular uniforme conhecido também como Mc um então se você tá com dificuldade nesse assunto Fica tranquilo que nós vamos fazer isso aqui da forma mais didática e da forma mais tranquila possível e você vai entender tudo que você precisa sobre esse assunto então vamos lá Olá pessoal primeira coisa movimento circular e uniforme circular significa que os objetos nesse movimento giram eles fazem voltas tudo bem e uniforme você já sabe significa que exigiram com velocidade constante o
valor da velocidade nem aumenta nem diminuir ela continua sempre a mesma Tudo bem então dizia eu que os objetos dão voltas e isso nos traz ao primeiro conceito a primeira palavrinha que a gente precisa conhecer período O que é período período é o tempo que o objeto demora para dar uma volta por exemplo qual é o período do ponteiro das horas de um relógio quanto tempo aquele ponteirinho menor demora para dar uma volta no relógio ele demora 12 horas para dar a volta completa não é isso esse é o período dele tranquilo Maravilha e eu
que seria então frequência olha só a frequência letra f esse é o número de voltas que o objeto da é dividido pelo tempo que ele levou para fazer isso então número de voltas dividido pelo tempo essa é a primeira forma de a gente calcular a frequência de rotação de um objeto e tem uma outra forma bem tranquilinha quer dizer que o número de voltas seja apenas um uma volta só então trocando esse n por uma volta apenas pessoal e sim eu dei uma volta só E qual é o tempo que eu levo para fazer isso
e o tempo para dar uma volta só tem nome é justamente o tal do período e período é tesão de maiúsculo então Cilene é uma volta só o delta t é o período é o tesão que eu vou colocar aqui embaixo certo então frequência também é um dividido pelo período deu pra render tudo tranquilo certo E qual seria a unidade de medida para a tal da frequência pessoal o número de voltas dividido pelo tempo E se eu colocar aqui um tempo em segundos a unidade fica voltas por segundo sim ou não voltas por segundo acontece
que os físicos ficaram com preguiça de escrever tudo isso voltas por segundo então Eles resolveram abreviar isso voltas por segundo é o mesmo que Hair que a gente abrevia por hz então o número de reps é quantas voltas o objeto da a cada segundo e mais além dessa unidade Aqui nós temos uma outra se você dirige e no painel do seu carro tem um conta-giros você já viu que esse contagiros fornece a frequência de rotação do motor em RPM o que que é RPM é rotações ou Revoluções por Minuto então Hair é o número de
voltas por segundo RPM o número de voltas por minuto os irmãos exercícios às vezes aparece um e às vezes aparece o outro então você já sabe né Você tem que saber converter e nesse caso o pessoal nem é muito decorar vai pelo sentido vai pela lógica Olha só sim um segundo eu dou um certo número de voltas quantas voltas eu vou dar em um minuto hora pessoal 60 vezes mais afinal um minuto tem 60 segundos então de Hertz para RPM multiplica por 60 e para fazer a volta que que eu faço se na Ida Eu
multipliquei Na volta eu vou dividir por 60 tranquilo então de novo período que que é o tempo de uma volta e a frequência é o número de voltas por segundo ou o número de voltas por minuto e esse movimento legal tá entendendo tudo tudo tranquilo então vamos seguir e como nós descemos já os objetos dão voltas aqui nesse movimento eles andam em círculos beleza Como os ponteiros de um relógio que foi o exemplo que eu dei aqui para vocês né vamos dizer que durante as voltas que esse objeto tá em um certo intervalo de tempo
e esse objeto vai ver daqui até aqui é bom considerando só esse trechinho do Movimento em que ele veio daqui para cá que que nós podemos dizer ao sair daqui e chegar aqui esse objeto andou um certo espaço sim ou não esse espaço que ele andou esse deslocamento que ele realizou é o que está representado aqui em amarelo esse espaço que ele andou a gente representa por Delta S já fazia isso nos conteúdos nas matérias anteriores né Beleza só que o negócio aqui é redondo o objeto está girando o coração se ele está girando eu
posso dizer que além de Lendário certo espaço ele também andam certo um certo o ângulo Tudo bem então dá para eu olhar para esse movimento de duas formas pelo espaço que ele andou o pelo ângulo que ele andou ao fazer esse pedaço de giro beleza certo se tem duas formas de olhar para esse movimento esse movimento tem dois tipos de velocidade dois tipos mas eu já nem sabia lidar com o Felipe calma calma calma você vai entender prometo tenha calma tenha paciência que eu vou te explicar e essa primeira velocidade é a velocidade que você
já conhece a gente costumava chamá-la de velocidade escalar né então vamos aqui colocar o nome Zinho dela velocidade escalar é um além da velocidade escalar nós temos aqui a nossa novidade que a velocidade angular e Só para não esquecer mais velocidade escalar é aquela que o cálculo usando o espaço escalar espaço associa e a velocidade angular é aquela que o cálculo usando o ângulo angular ângulo lembra disso escalar espaço angular ângulo Tá bom vamos lá como é que ele calcula a velocidade escalar é aquela que você já faz há um tempão e em qualquer movimento
uniforme ver é Delta S sobre delta t e aqui não é diferente Beleza é o deslocamento dividido pelo tempo sem problema nenhum agora na velocidade angular que a nossa novidade lembra eu não tô olhando para o espaço e eu tô olhando tudo ângulo então se eu tô olhando para o ângulo não é espaço sobre tempo é ângulo sobre tempo e esse ângulo pessoal a gente está representando aqui por Delta essa letrinha grega aqui que parece SF com essa voltinha é uma letra chamada assim então Delta Fi nada mais é do que o ângulo que ele
varreu quando ele veio daqui para cá tão espaço sobre tempo escalar ângulo sobre tempo angular tudo bem Tudo tranquilo vamos continuar que tem mais algumas formas de a gente calcular essas velocidades tá bom Bom vamos lá em cima para velocidade escalar e o que eu queria que você imaginasse agora é que um objeto não andou só isso e vamos dizer agora que ele deu uma volta completa na circunferência Olá pessoal se ele deu uma volta completa Qual foi o espaço que ele andou agora você vai precisar se lembrar um pouquinho da Matemática aqui algum dia
você já estudou uma volta completa em uma circunferência mede 2 PR vamos lembrar disso tem vídeo disso aqui no Eureka Felipe Claro que tem lá nas nossas aulas de matemática uma volta completa mede 2 br que que é o r e o raio tudo bem legal e sobre o tempo pessoal não tô falando de uma volta completa se eu tô falando de uma volta completa quem é o tempo ele tem um nome especial é um período é o tal do tesão e é ele que vem parar aqui embaixo percebam gente a gente não decore isso
aqui a gente não tira uma foto mental disso aqui a gente entende de onde vem a gente entende o sentido a gente entende o que está por trás é o espaço de uma volta do esp-r lá da matemática sobre o tempo de uma volta que é o período que a gente aprendeu aqui hoje beleza tudo bem o que que seria o equivalente a isso aqui embaixo na velocidade angular isso aqui não é o espaço de uma volta aqui é um ângulo de uma volta coração qual é o ângulo de uma volta completa fala para mim
muito bem a maioria de vocês falou 360 graus está corretíssimo acontece que aqui nesse conteúdo nós normalmente não medimos os ângulos em graus né Nós medimos os ângulos numa unidade que a gente chama de radianos o nome não é tão importante ainda mas o que que você precisa lembrar a 180 graus que seria meia volta no círculo é o equivalente a pi radianos Tudo bem então 180 graus ep 180 graus é pe360graus é dois porque é um Bru Tudo bem então 360 graus é do espírito e é esse o ângulo e deu uma volta completa
e o tempo de uma volta completa de novo é o o período então 2 pi sobre ter é outra forma de calcular a velocidade angular só mais uma de cada um e eu te deixo em paz tá olha só então mais uma forma para o ver e mais uma forma aqui para velocidade angular aliás Qual é o nome dessa letra é o nome dela é Ômega tá uma letrinha grega é um Ômega minúsculo você vai chamar de w tudo bem afinal a sua prova é escrita Tá bom então você pode chamar de w mais lembra
de fazer o w arredondar Dinho aqui embaixo certo é a letra grega Ômega que representa velocidade angular vambora gente aí você se lembra que uma das formas de calcular frequência O que é fazendo o quê um sobre período sim ou não eu vou usar isso aqui agora olha só é um rascunho já já vou apagar ó a2p sobre te Você concorda comigo que eu posso chamar de 2pi vezes é um sobre p o meu não é do espírito sobre ter é a mesma coisa aqui Dois pi vezes um sobre ter não é a mesma coisa
se eu multiplicar aqui eu volto para cá é igualzinho E por que você fez isso Felipe a por causa disso que eu te mostrei agora um sobre te é UEFI é a nossa frequência Então olha só isso aqui é a frequência tudo bem ou seja 2 piso eles vão sobre ter é o mesmo que a2p vezes frequência dois pief entendeu então tá bom isso aqui também é os dois filhos a frequência do esp o ou seja se eu troquei o tem baixo por um F em cima eu posso fazer isso aqui em cima também trocando
te que está embaixo por um F na parte de cima igualzinho eu fiz aqui aqui em cima eu vou ter do ISP r&f tudo bem Entendeu de onde isso veio é essencial que você entenda porque se você tentar decorar é muita coisa e você acaba não conseguindo tá tem que entender a lógica tem que entender o que está por trás tudo bem meus lindos beleza eu vou apagar aqui e era só as Kill Oi e para Finalmente nós terminarmos toda a matéria e irmos para o nosso exemplo para o nosso exercício dá uma olhadinha aqui
comigo quais são as unidades da velocidade escalar e da velocidade angular a escalar Você já conhece e o espaço a gente mede normalmente em metros e o tempo em segundos então isso aqui vai ter comunidade metro por segundo você já sabia dessa né e angular é a nossa novidade é um ângulo eu comentei com você aqui que a gente não vai medir em graus a gente média nos pais radianos lembra uma volta completa não é 360 graus quer dizer não aqui nos nossos exercícios a gente não usa isso a gente usa 2 e radianos então
o ângulo é medido irradiando e o tempo continua sendo medido em segundos Então vai ser radianos o amor segundo que a gente representa assim [Música] Rad/S essa unidade da velocidade angular tá bom tudo tranquilo eu sei que parece muita coisa mas o exercício vai ficar bem mais fácil o último atalho que eu queria passar para vocês para facilitar um pouquinho a nossa vida é o seguinte e olha para essas duas coisinhas aqui que estão escritas aqui em cima e olha para essas duas de baixo olha para de cima olha para de baixo olha para de
cima olha para debaixo e é muito parecido não é é mas não é igual o que é que isso tem que isso aqui não tem a Felipe as de cima tem o r tem o raio e as debaixo não tem o raio É verdade a única diferença entre a escalar e angular é um raio Beleza então isso me permite escrever aqui no finalzinho uma última relação que vai te ajudar a relacionar essas duas velocidades né que que eu posso escrever aqui Oi TV e é igual a o ômega vezes R Ou seja você tem angular
se você colocar o raio nela e ela ela vira a escalar aqui em cima isso ajuda a inclusive você a lembrar de uma e de outra Tudo bem coração então era só um pouquinho vou apagar tudo isso pra gente mostrar o nosso exercício até já bom então vamos lá olha só como não é tão difícil quanto parece probleminha clássico a hélice de um ventilador executa 300 rotações por minuto beleza e um raio dessa hélice Ou seja a distância da borda até o centro dela é de 20 cm já convertido para 0,2 metros tudo bem vamos
nessa primeira coisa que eu quero saber é qual é a frequência de rotação dessa hélice só Queen hair em voltas por segundo se lembra sim um minuto ela da 300 voltas em um segundo ela vai girar 60 vezes menos então de RPM para Hertz já era dividir por 60 então a frequência é 300 / 60 beleza e essa frequência vai ser portanto Olha só acordam 0 10 30 / 6 15 reps ou seja a cada segundo ela dá cinco voltas tudo bem Tranquilo vamos que fala letra B Qual é a velocidade angular velocidade angular é
o nosso ômega o w arredondado E aí eu tenho três opções para calcular né veja Qual é a mais conveniente para você o que que eu tenho já eu acabei de calcular frequência bom se eu acabei de calcular frequência eu vou na opção que tem a frequência certo então o ômega velocidade angular é 2qf beleza um Ômega é dois pi vezes a frequência que é cinco Felipe eu troco o chip por 3,14 por 3 ou por qualquer outro valor só se o exercício pedir tudo bem se o exercício não te der o valor de Pi
é mais correto e mais fácil inclusive você deixar ele assim tá bom não troca por nada a menos que o enunciado te peça isso explicitamente Combinado então tá de duas a cinco dez Então a nossa velocidade angular vai ser 10 11 Oi e a unidade é radianos e por segundo tudo bem E finalmente letras e quem é o ver quem é a velocidade escalar é bom também tenho várias opções para poder calcular normalmente eu até poderia usar essa aqui ó bom né dois PRF eu tenho raio o enunciado me deu e eu tenho a frequência
que nós calculamos né pode fazer assim Felipe é claro que pode só que eu vou aproveitar para te lembrar dessa última relação e eu acabei de calcular a velocidade angular Ela tá aqui é só pegar e multiplicar pelo raio que eu tenho o valor de ver vamos nessa então e v = Ômega vezes R tá bom ver é igual ao Omega velocidade angular 10 e Às vezes o raio Quanto é o raio da hélice do ventilador 02 eu não vou trocar o kit 10 vezes 02 é dois então ver É 2p o quê É o
quê É o quê metros por segundo Olá tudo bem pessoal Viu como não é tão difícil quanto na hora que a gente explica o exemplo torna tudo mais prático né então espero que você tenha entendido tudo tudo que eu falei aqui Um grande beijo e a gente se vê logo logo na próxima tchau tchau
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