Apl 1

Introdução: Esta experiência tem por base a simulação de um satélite geostacionário em orbita e através de gráficos, relacionar a intensidade da força centrípeta com o período de translação desse “satélite” (mantendo a massa e o raio da trajetória constantes), e o raio da trajectória com o período de translação (mantendo-se contante, para além da massa, a intensidade centrípeta). Considera-se a existência de um satélite com massa m, que descreve um movimento circular numa órbita de raio r, em que r = raio da terra + distância do satélite à superfície da terra. O movimento descrito tem um valor de velocidade constante, apresenta, portanto, um movimento circular uniforme. Esta velocidade é denominada por velocidade linear (), cujo vetor é sempre tangente às diversas posições que o satélite ocupa ao longo da trajetória. A velocidade angular () é também constante, uma vez que o satélite descreve ângulos ao centro de igual amplitude () em intervalos de tempo iguais.

É possível, então, relacionar matematicamente a velocidade linear e a velocidade angular através da expressão: .
A única força a atuar no satélite é a força gravitacional, que embora mantendo o seu valor constante, é responsável pela mudança do sentido e da direção da velocidade linear. Como a direção varia à medida que o satélite descreve a sua orbita, diz-se que este possui aceleração centrípeta ( ). Portanto, a força gravitacional é concordante com a força resultante, logo , sendo o sentido o centro da circunferência e a direção o raio. é considerada , assim, uma força centrípeta ( ). Segundo a Lei Fundamental da Dinâmica: . A aceleração centrípeta é obtida a partir da velocidade linear (ou angular) e do raio da trajectória, através da seguinte expressão: ou . Relacionando a expressão da lei fundamental da dinâmica com a da aceleração centrípeta, obtém-se a seguinte expressão: . Pode ainda