Redutor de Velocidade: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL

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Considerando-se o Sistema Internacional de Unidades (SI), a velocidade é medida em metros por segundo (). Em termos de conversões, equivale à .[pic 12][pic 13][pic 14]

1.1.1 Velocidade Linear

Considere agora um corpo realizando um movimento circular uniforme, ou seja, realizando uma trajetória de círculo ou arco deste em torno de um ponto (figura 3). A velocidade linear relacionada à este corpo nada mais é que a distância percorrida sobre o tempo de rotação (equação 3).

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Pela equação (3) vê-se que, a distância percorrida nada mais é que o tamanho da circunferência e, o período e o tempo que o corpo leva para dar uma volta. Um fato notável é que a velocidade linear é sempre tangencial à trajetória circular. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a velocidade linear também é dada em metros por segundo ().[pic 16]

Figura 3 – Velocidade Linear.

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Fonte: ³

1.1.1 Velocidade Angular

Ainda considerando o movimento circular uniforme descrito por um corpo, a velocidade angular está, como o próprio nome demonstra, relacionada ao ângulo do círculo ou arco deste (figura 4). A velocidade angular deixa de estar relacionada à distância percorrida pelo corpo, sendo então mostrada pela equação 4.

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Pela equação (4) vê-se que, a velocidade angular então é nada mais que o ângulo descrito pelo corpo (dado em radianos) sobre o tempo necessário para o corpo dar uma volta (período). No Sistema Internacional de Unidades (SI), a velocidade angular é dada em radianos por segundo ()[pic 19]

Figura 4 – Velocidade Angular.

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Fonte: 4

1.2 Forças

“Força pode ser definido como o fenômeno responsável por causar uma aceleração em um objeto. De forma coloquial, pode ser definida como um empurrão ou um puxão exercido em um corpo”2.

Considerando-se o Sistema Internacional de Unidades (SI), qualquer tipo de força é medido em Newtons (N). Um fato também notável é que a força é um grandeza vetorial e assim, possui módulo e orientação ou seja, possui além do módulo, uma direção e um sentido. Além disso, a força é medida de acordo com a aceleração em que a mesma provoca em um corpo.

Analisando-se uma situação onde há uma caixa de massa igual a contida em uma superfície e desprezando-se quaisquer forças dissipativas (figura 5), se em um determinado momento uma força agir sobre tal caixa até que esta alcance uma aceleração de , isto estará relacionado ao fato de que há uma força de agindo sobre tal caixa.[pic 21][pic 22][pic 23]

Figura 5 – Ação de uma força em uma caixa.

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Fonte: 5

1.2.1 Leis de Newton

A mecânica newtoniana consiste em explicar a relação entre aceleração e força e é dividida em três leis básicas, recebendo os nomes de Primeira, Segunda e Terceira Lei de Newton respectivamente.

Se um disco for lançado em uma superfície de concreto, com o tempo sua velocidade diminui até o momento em que ele para. Caso ele seja lançado em uma superfície de gelo, a distância percorrida é muito maior comparada à distância anteriormente percorrida no concreto. Considerando-se uma superfície perfeitamente escorregadia ou seja, sem atrito, o disco não teria sua velocidade alterada.

“Assim, é possível concluir que se um corpo não sofre a ação de uma força, ele não terá sua velocidade alterada, constituindo-se a Primeira Lei de Newton”2. Tal lei pode ser chamada como o princípio da inércia.

Um exemplo prático de como a inércia funciona é em ônibus de transporte público (figura 6). Neste, quando o veículo possui uma velocidade constante e sofre uma freada busca, as pessoas que estão dentro acabam sendo “jogadas” para frente. Isto ocorre que, assim como o veículo, as pessoas dentro do ônibus tendem a manter sua velocidade constante e não sofrem o processo de desaceleração do ônibus.

Figura 6 – Princípio da inércia em ônibus de transporte público.

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Fonte: 6

“A Segunda Lei de Newton define que a força resultante que age em um corpo é igual ao produto da massa deste corpo pela sua aceleração (equação 5)”2. Um fato importante é que a força resultante é calculada pela soma vetorial das forças que agem no corpo (figura 7).

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Figura 7 – Exemplos de forças resultantes.

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Fonte: 7

Uma observação interessante é a proporcionalidade que há entre os três constituintes da equação 5, força, massa e aceleração (figura 8). Na primeira situação da figura 9, é mantido o mesmo corpo enquanto aumenta-se a força e assim, ao mesmo tempo aumenta-se a aceleração sofrida por este corpo. Na segunda situação mantem-se a força aplicada enquanto aumenta-se a massa do corpo, havendo então uma diminuição da aceleração sofrida por este.

Figura 8 – Proporcionalidade existente na Segunda Lei de Newton.

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Fonte: 8

“Quando dois corpos possui uma interação entre si, a força exercida de um sobre o outro são sempre iguais em módulo ou seja, são da mesma natureza, intensidade, direção porém, possuem sentidos opostos, constituindo-se a Terceira Lei de Newton”2. Esta lei pode ser chamada também como o princípio da ação-reação.

Por exemplo, quando um corpo A é empurrado sobre um corpo B, no contato não só há a presença da força exercida por aquele corpo sobre este, , já que o corpo B também exercerá uma força sobre o corpo A, (figura 9). [pic 29][pic 30]

Figura 9 – Princípio da ação-reação.

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