Veja o movimento e suas causas

Professor Pardal*
Especial para a Folha de S.Paulo

O tema de hoje é movimento e suas causas. Um automóvel, quando percorre uma curva, sofre a ação de uma força, pois, na ausência dela, fugiria por uma reta tangente à curva.

Essa força é proveniente do atrito entre os pneus e a pista por onde o automóvel se desloca. Nessa curva, o vetor velocidade sofre alteração instante a instante em sua direção e, algumas vezes, em seu valor. A velocidade vetorial pode ser alterada em seu valor (módulo ou intensidade) e em sua direção. Numa curva, o vetor velocidade sempre é tangente à trajetória. Mas, quais são essas forças que alteram o valor e a direção da velocidade vetorial de um corpo? Como elas são?

Nos movimentos dos corpos, existem duas forças capazes de alterar a velocidade vetorial de um móvel. Uma é a tangencial, que altera o valor do vetor velocidade, e a outra, a centrípeta, que altera a direção do vetor. Podemos dizer que a soma vetorial dessas forças gera uma resultante. Muitos dos movimentos que conhecemos possuem essas forças componentes, mas nós não as associamos a eles.

Tentemos então entender o movimento de uma moeda apoiada num disco em rotação em torno de um eixo central. Observando externamente ao disco, poderíamos dizer que a moeda está em movimento e nela atuam basicamente três forças conhecidas: o peso (P), a reação normal de apoio (N) e uma força de atrito entre a moeda e o disco. O peso e a normal se equilibram na vertical, e a força de atrito acaba por atuar na moeda, exercendo o papel de componente centrípeta. Vale lembrar que estamos considerando a moeda em movimento circular uniforme para um referencial externo, como o solo.

Surge um problema se mudarmos o referencial. Para alguém situado no disco em rotação, a moeda estará em repouso. Para que a moeda permaneça em repouso, deverá surgir uma quarta força, de tal modo que a soma vetorial das quatro forças seja nula. Essa quarta força recebe o nome de centrífuga, é dirigida para fora e se opõe à força de atrito, anulando-a. Para referenciais externos, porém inerciais, como o solo, a moeda não estará sujeita a uma força centrífuga. Mas, para referenciais em rotação ou que descrevam curvas em relação ao solo, existirá a componente centrífuga, que não é do tipo ação e reação, mas tem valor igual ao da força de atrito, como no caso do automóvel.