Aceleração Tangencial vs Aceleração Centrípeta
Aceleração é a taxa de variação da velocidade e, quando expressa usando cálculo, é a derivada temporal da velocidade. A aceleração tangencial e a aceleração centrípeta são componentes da aceleração de uma partícula ou de um corpo rígido em movimento circular.
Aceleração Tangencial
Considere uma partícula se movendo ao longo de um caminho conforme mostrado no diagrama. Na instância considerada, a partícula está em movimento angular e a velocidade da partícula é tangencial ao caminho.
A taxa de variação da velocidade tangencial é definida como a aceleração tangencial, e é denotada por at.
at =dvt/dt
No entanto, isso não leva em conta a aceleração total da partícula. De acordo com a primeira lei de Newton, para que uma partícula se desvie da trajetória retilínea e gire, deve haver outra força; portanto, podemos deduzir que deve haver uma componente de aceleração direcionada perpendicularmente à componente de aceleração tangencial, ou seja, em direção ao ponto O na instância mostrada. Essa componente da aceleração é conhecida como aceleração normal e é denotada por an.
an =vt2/r
Se ut e un são os vetores unitários nas direções tangencial e normal, a aceleração resultante pode ser dada pela seguinte expressão.
a=atut + anun=(dvt/dt) ut + (vt 2/r) un
Aceleração Centrípeta
Agora considere que a força que induz a aceleração normal é constante. Nesse caso, a partícula entra em uma trajetória circular com raio r. Este é um caso especial no movimento angular, e a aceleração normal recebe o termo aceleração centrípeta. A força que impulsiona o movimento circular é conhecida como força centrípeta.
A aceleração centrípeta também é dada pela expressão acima, mas as relações angulares em velocidade e aceleração podem ser usadas para fornecê-la em termos de velocidade angular.
Portanto, ac =vt2/r=-rω 2
(Sinal negativo indica que a aceleração aponta na direção oposta do vetor raio)
A aceleração líquida pode ser obtida pela resultante das duas componentes ac e at.
Qual é a diferença entre Aceleração Tangencial e Aceleração Centrípeta?
• As acelerações tangencial e centrípeta são dois componentes da aceleração de uma partícula/corpo em movimento circular.
• A aceleração tangencial é a taxa de variação da velocidade tangencial, e é sempre tangencial à trajetória circular e normal ao vetor raio.
• A aceleração centrípeta é apontada para o centro do círculo, e esta componente de aceleração é o principal fator que mantém a partícula na trajetória circular.
• Para uma partícula em movimento circular, o vetor aceleração sempre está dentro da trajetória circular.
