O que é aceleração tangencial?

Muitos objetos viajam em movimento circular. Estes incluem patinadores no gelo, carros e planetas. No final dos anos 1600, Isaac Newton estudou o movimento circular e definiu várias novas propriedades desses sistemas. A aceleração tangencial é um dos componentes que ele derivou, entre muitos outros.

Newton observou que um objeto, uma vez em movimento, viajará em linha reta, a menos que uma força externa seja aplicada. Um objeto percorrendo um caminho circular está sujeito a uma força que está puxando ou empurrando em direção ao centro do círculo, chamada força normal ou centrípeta. Nenhuma dessas forças está ao longo do caminho curvo. Eles estão continuamente em ângulo reto um com o outro.

Em movimento linear, um objeto, uma vez acionado, permanecerá em movimento, a menos que seja acionado por outra força. Energia adicional não é necessária. Isso não se aplica ao movimento circular.

O objeto que se move em um círculo a uma taxa constante, medido em rotações por minuto, tem uma velocidade tangencial constante e uma velocidade angular constante. No movimento linear, quando a velocidade é constante, a aceleração é zero. A aceleração tangencial é positiva. É necessária energia para continuar mudando de direção continuamente.

A aceleração tangencial é igual à velocidade tangencial ao quadrado, dividida pelo raio. Também é calculado pelo raio vezes a velocidade angular ao quadrado. Duas observações podem ser feitas sobre aceleração tangencial a partir dessas equações. A aceleração linear é um fator apenas de velocidade, enquanto a aceleração tangencial é um fator de velocidade ao quadrado. A sensação de velocidade é muito mais forte em um carro em movimento do que em um carro que se move na mesma velocidade linear em uma direção linear.

A aceleração tangencial é um fator do raio. À medida que o raio aumenta, a aceleração tangencial diminui para a mesma velocidade angular. Em outras palavras, à medida que o raio diminui, sem entrada de energia adicional, a velocidade angular aumenta.

As pessoas tiram proveito das leis do movimento aplicadas a caminhos circulares ou curvados diariamente. Motoristas qualificados desaceleram primeiro e depois mantêm o pedal do acelerador levemente engatado durante curvas fechadas. A energia adicional mantém as rodas rolando para a frente em vez de derrapar lateralmente.

A derrapagem ocorre quando a força centrípeta que alimenta a aceleração tangencial diminui. Patinadores no gelo dobram os braços e liberam a perna perto do corpo para girar mais rápido. Várias missões espaciais usaram a força gravitacional da lua ou de outros corpos celestes para acelerar a cápsula espacial em um caminho curvo desejado.