Cinética angular

É a reafirmação da cinética linear das leis do movimento de Newton sobre a perspectiva da cinética angular, ou seja, cada quantidade linear possui um análogo angular correspondente.

LEI DA INÉRCIA:

Um corpo em rotação continuará em um estado de movimento angular uniforme, a menos que um torque externo incida sobre ele. Se o somatório dos torques é igual a zero, o objeto se  encontra em estado de repouso ou em rotação com velocidade angular constante.

Na linear temos a inércia e na angular o momento de inércia que é descrito como partículas de massa de um corpo que indica a resistência à mudança no movimento angular.

Princípio da Inércia ou Primeira Lei de Newton

Sintetizando a idéia de inércia de Galileu, Newton enunciou sua primeira lei nestas palavras:

Todo corpo continua no estado de repouso ou de movimento retilímeo, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças a ele aplicadas. (Tradução do Principia)

Notamos, no enunciado acima, a clara intensão de se definir força como o agente que altera a velocidade do corpo, vencendo assim a inércia (tendência natural de manter velocidade). Podemos concluir, então, que um corpo livre de ação de forças, ou com resultante de forças nula, conservará (por inércia) sua velocidade constante.

Ou seja:

Todo corpo em equilíbrio mantém, por inércia sua velocidade constante.

Em resumo, podemos esquematizar o princípio da inércia assim:

Referencial Inercial

Sistema de referência inercial é aquele relativo ao qual um corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, quando nenhuma força (ou resultante) atua sobre ele. Isto é, um referencial inercial é aquele em que a primeira lei de Newton descreve corretamente o movimento de um corpo em equilíbrio.

Normalmente, adota-se como sistema de referência inercial todo sistema de referência em repouso ou em translação retilínea e uniforme em relação às estrelas fixas, que são estrelas que aparentam manter fixas suas posições no céu após muitos séculos de observações astronômicas.

Referencial inercial é todo aquele que torna válida a lei da inércia, ou seja, sistema de referëncia que não possui aceleração em relação ás estrelas fixas.

Para a grande parte dos problemas de Dinâmica, envolvendo movimentos de curta duração na superfície terrestre, podemos considerar um sistema de referência fixo na superfície da Terra como inercial. Muito embora, a Terra não seja um perfeito referencial inercial por causa da sua rotação e translação curvilínea.

Quando um ônibus arranca, freia ou executa uma curva, ele possui aceleração em relação ao solo. Nessas situações, os passageiros não podem justificar seus comportamentos pela Dinâmica newtoniana, quando tomam o ônibus como referencial. Em tais casos, cada passageiro deve ter seu movimento analisado em relação ao solo terrestre (referencial inercial).

Referencial Inercial

Referencial que torna válido o princípio da inércia: sistema de referência não acelerado (em relação às estrelas fixas).

Exercícios Resolvidos

01. O filósofo grego Aristóteles (384 a.C.- 322 a.C.) afirmava aos seus discípulos:
"Para manter um corpo em movimento, é necessário a ação contínua de uma força sobre ele."
Esta proposição é verdadeira ou falsa?

Resposta

Falsa; se o corpo em movimento estiver livre da ação de forças (ou a resultante das forças atuantes for nula), ele se manterá em movimento retilíneo uniforme indefinidamente, de acordo com o Princípio da Inércia.

02. É correto afirmar que os planetas mantêm seus movimentos orbitais por inércia?
 Resposta

Não, pois o único movimento mantido por inércia é o movimento retilíneo uniforme.

03. Um elevador de um prédio de apartamentos encontra-se, durante um certo tempo, sob a ação exclusiva de duas forças opostas: o peso e a tração do cabo, ambas de intensidade igual a 2 000 N. O elevador está parado?

Resposta

Como a resultante das forças atuantes é nula, o elevador pode se encontrar tanto em repouso (equilíbrio estático) quanto em movimento retilíneo uniforme (equilíbrio dinâmico), por inércia.

04. Observe a figura a seguir.

Sobre uma mesa horizontal lisa, uma esfera deixa de executar seu movimento circular uniforme e sai tangente à curva, após o rompimento do fio que garantia sua circulação. Qual o tipo de movimento que a esfera realiza após o rompimento do fio? Justifique.

Resposta

Após estar livre da força de tração do fio, que a obrigava a alterar a direção de sua velocidade, a esfera segue por inércia em movimento retilíneo uniforme.

Por: Rafael Andrade Pereira

Segunda lei de Newton
Aceleração angular:

Um torque externo produzirá a aceleração angular de um objeto, onde esse objeto seja proporcional ao torque e esteja na direção dele, sendo inversamente proporcional ao momento de inércia.

Terceira lei de Newton
Lei da ação e reação:

Para cada torque exercido por um corpo em relação a outro corpo, existe um torque igual e oposto exercido por este corpo em relação àquele.