quinta-feira, 4 de junho de 2009

Força centrífuga

A força centrífuga é uma pseudo-força ou força inercial - não sendo portanto uma força real - que existe apenas para um observador solidário a um referencial animado de movimento de rotação em relação a um referencial inercial, ou seja, sem aceleração. A (pseudo)força centrífuga atua radialmente a partir do centro de rotação determinado pela partícula no sistema girante, ou seja, é paralela ao plano determinado pelo eixo de rotação, mais especificamente pelo vetor velocidade angular w e pelo raio r que une o objeto ao centro do referencial girante, sendo sempre perpendicular à este eixo de rotação. Como toda força inercial, pode ser eliminada passando-se a um referencial inercial. Muitas vezes a força centrípeta é erroneamente confundida com a força centrífuga. A força centrífuga é igual a : Fcf = -mw x (wxr), onde as grandezas em negrito são vetores e x representa o produto vetorial. Em módulo, esta se reduz a Fcf=mω^2r para o caso em que o vetor velocidade angular w é perpendicular ao vetor raio r ( m=massa do objeto, ω=velocidade angular do objeto em relação ao sistema girante e r=raio que localiza o objeto em relação ao sistema girante).
Acompanhando a pseudo-força centrífuga, que atua em direção radial em relação ao referencial girante, temos a pseudo-força de coriolis, que aponta em direção perpendicular à velocidade da partícula no referencial girante, e também ao eixo de rotação.
Um bom exemplo é imaginar-se como uma formiga sobre um disco de vitrola, a observar um grão de areia também sobre o disco junto à borda deste. Imagine-se junto ao centro da vitrola, girando com o disco e olhando fixamente o grão de areia, que encontra-se, até então, parado à sua frente. Aumentando-se a velocidade até que o grão de areia escape do disco, no momento em que este escapar você o verá acelerar-se na direção radial, aumentando a velocidade com que se afasta de você na direção de sua linha de visada - isto devido à suposta força centrífuga - e também verá o grão de areia iniciar um movimento lateral, perpendicularmente à radial, ou seja, ao raio de visada, para um dos lados (contrário à rotação) - isto devido à outra pseudo-força associada, a pseudo-força de coriolis.

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