Experimento 21 - Plataforma Giratória de Coriolis

EXPERIMENTO 21 - LABAP: LEIS DE NEWTON TRANSLAÇÃO/ROTAÇÃO, CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR E ANGULAR, FORÇAS FICTÍCIAS, REFERENCIAIS INERCIAIS E ACELERADOS, FORÇA DE CORIOLIS.

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CONCEITOS RELEVANTES: PLATAFORMA GIRATÓRIA DE CORIOLIS

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A força inercial ou pseudoforça de Coriolis é uma pseudoforça ou força inercial - não sendo portanto uma força na definição do termo - percebida apenas por observadores solidários a referenciais não-inerciais animados de movimento de rotação em relação a um referencial inercial que se afastam ou aproximam do centro deste movimento de rotação. A pseudoforça de Coriolis faz-se presente apenas quando o objeto encontrar-se em movimento em relação ao referencial não-inercial em consideração, mostrando-se sempre perpendicular à velocidade e também ao eixo de rotação do sistema não inercial em relação ao inercial. Os corpos em movimento em relação ao referencial em rotação aparecem também sujeitos a uma segunda pseudoforça que atua em direção radial para fora, ou seja, que atua de forma paralela ao vetor que localiza a partícula em relação ao centro de curvatura da trajetória descrita pela partícula conforme identificada via referencial inercial. Tal pseudoforça denomina-se força centrífuga. A pseudoforça centrífuga e a pseudoforça de Coriolis são, portanto, as duas parcelas da força inercial total necessária à correta descrição dos movimentos dos corpos observados a partir de referenciais não-inerciais que giram em relação a um referencial inercial. Sendo parcelas de uma força inercial ou pseudoforça, são também forças inerciais, e portanto não são forças na definição formal do termo. Não se consegue estabelecer a reação do par ação-reação para estas forças. Suponha que, numa plataforma que roda com uma velocidade angular w (rad/s) (= v_tang/r, em que v_tang representa a velocidade tangencial), uma pessoa move uma bola com massa m a partir do centro da plataforma e no que é para si uma direção radial. Para a pessoa dentro da plataforma (num sistema referencial rodando com a plataforma) a trajectória da bola é aproximadamente um segmento de reta. Mas, como a plataforma está a rodar, a trajectória descrita será vista como uma curva por uma pessoa fora da plataforma (que está num sistema referencial fixo ao solo mas que, relativamente ao referencial da plataforma, roda com uma velocidade angular w, no sentido contrário ao da rotação da plataforma). Para essa pessoa fora da plataforma tudo se passa como se houvesse uma força a atuar sobre a bola que a desvia da sua trajetória natural. De um modo análogo, se a pessoa dentro da plataforma atirar uma bola numa direção radial, em vez de a ver deslocar-se no que é para si uma direção radial , verá a bola ser desviada para a direita por ação da força de Coriolis. Mas, para uma pessoa fora da plataforma girante, a trajetória da bola será aproximadamente um segmento de reta. Para ela, não há necessidade de considerar nenhuma força de Coriolis. Por isso se diz que ela é uma força «aparente» ou «fictícia»; aparece apenas quando se estuda o fenômeno usando um referencial em rotação como base.

Direitos autorais do vídeo: Equipe do Laboratório de Aplicações do IFPA - Física.