cap3

=Mișcarea circulară uniformă= Dacă un corp este supus unei forţe F, constantă, cu orientarea perpendiculară pe vectorul viteză v, atunci traiectoria pe care se mişcă el este o circumferinţă iar el parcurge arce de cerc egale în intervale de timp egale. Astfel de mişcare se numeşte mişcare circulară uniformă. Elementele mişcării: 1) Perioada T este timpul în care mobilul parcurge o circumferinţă completă. Mişcarea circulară este o mişcare periodică, deci se repetă după un interval de timp, bine precizat: T=t/n SI=s 2) Frecvenţa n (turaţia) reprezintă numărul de circumferinţe, complete, parcurse în unitatea de timp: n=n/t SI=s-1 (Hz) Între frecvenţă şi perioadă este uşor de observat că există relaţia: n=1/T 3) Viteza periferică v este viteza cu care un mobil se deplasează pe circumferinţă. Deoarece orientarea ei este tangentă la circumferinţă, ea se mai numeşte şi viteză tangenţială. v=AB/t Pentru o circumferinţă completă arcul de cerc AB este egal cu lungimea cercului AB=2pR, iar timpul necesar este egal cu o perioadă t=T, astfel formula vitezei devine: v = 2pR/T sau v = 2pRn 4) Viteza unghiulară w arată cât de repede sunt descrise unghiurile la centru de către raza vectoare. Viteza unghiulară este reprezentată printr-un vector perpendicular pe planul circumferinţei. Valoarea vitezei unghiulare este : w=a/t SI=rad/s Se pot deduce uşor şi alte formule de calcul pentru viteza unghiulară: w=2p/T sau w=2pn Sensul vectorului viteză unghiulară v se poate deduce cu ajutorul regulii burghiului sau a mâinii drepte, orientarea fiind perpendiculară pe cerc. Între viteza unghiulară şi viteza periferică se poate deduce relaţia: v=wR 5) Acceleraţia centripetă ac este rezultatul acţiunii forţei centrale Fc şi se calculează pe baza formulei de definiţie a acceleraţiei : a=Dv/Dt. Astfel, expresia de calcul a acceleraţiei centripete este: a = v2/R = 4p2n2R

Orientarea vectorului acceleraţie centripetă este dată de orientarea forţei centripete: spre centrul cercului parcurs de corp. 6) Forţa centripetă Fc este forţa necesară pentru a menţine un corp într-o mişcare circulară. Această forţă este centrală şi modifică mereu direcţia vectorului viteză, determinând apariţia acceleraţiei centripete. Fc=mw2R Forţa centripetă este o forţă centrală de legătură a corpului, ea poate fi o forţă elastică, gravitaţională, electrică etc. 7) Forţa centrifugă Fcf Pe un disc ce se poate roti în jurul unui ax, este aşezat un corp, legat de ax prin intermediul unui dinamometru. În timpul rotirii discului, observatorul de pe disc pune în evidenţă, cu ajutorul dinamometrului, o forţă F. Apare o nedumerire din partea observatorului: deşi asupra corpului acţionează o forţă totuşi corpul nu se mişcă pe disc. Pentru a rezolva dilema, observatorul ataşează corpului o forţă Fcf, complementară forţei F, pe care o numeşte forţă centrifugă. Forţa centrifugă (de inerţie) Fcf echilibrează forţa F în interiorul sistemului de referinţă (disc) încât, corpul este în echilibru şi repaus faţă de acesta. Ce se va întâmpla decă se va rupe legătura corpului cu axul? Faţă de observator, corpul se va îndepărta, deoarece el nu mai este în echilibru, singura forţă care rămâne, în acel moment, este forţa centrifugă de inerţie şi are ca efect îndepărtarea corpului faţă de axul de rotaţie.