Física, perguntado por anamarabetania, 6 meses atrás

Uma partícula está se movendo em um círculo e sua posição é dada em coordenadas polares como x = Rcosθ, ey = Rsinθ, onde R é o raio do círculo e θ é em radianos. A partir dessas equações, deduza a equação para a aceleração centrípeta.

Soluções para a tarefa

Respondido por patriciolucas
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Resposta:

Sem perda de generalidade, precisamos apenas olhar a equação para a posição x, uma vez que sabemos que a aceleração centrípeta aponta para o centro do círculo. Assim, quando θ = 0, a segunda derivada de x com respeito ao tempo deve ser a aceleração centrípeta.

A primeira derivada de x em relação ao tempo t é:

dx / dt = -Rsinθ (dθ / dt)

A segunda derivada de x em relação ao tempo t é:

d2x / dt2 = -Rcosθ (dθ / dt) 2-Rsinθ (d2θ / dt2)

Em ambas as equações acima, a regra da cadeia do Cálculo é usada e, por suposição, θ é uma função do tempo. Portanto, θ pode ser diferenciado em relação ao tempo.

Agora, avalie a segunda derivada em θ = 0.

Nós temos:

d2x / dt2 = -R (dθ / dt) 2

O termo dθ / dt é normalmente chamado de velocidade angular, que é a taxa de variação do ângulo θ. Possui unidades de radianos / segundo.

Por conveniência, podemos definir w ≡ dθ / dt.

Portanto,

d2x / dt2 = -Rw2

Esta é a forma bem conhecida da equação de aceleração centrípeta.

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