Rotacao1 1
Introdução
O que existe em comum entre os movimentos de um CD, de uma roda gigante, de um serra circular e de um ventilador de teto? Nenhum desses movimentos pode ser representado adequadamente como o movimento de um ponto, cada um deles envolve um corpo que gira em torno de um eixo que permanece estacionário em algum sistema de referencia inercial. A rotação ocorre em todas as escalas, desde o movimento de elétrons em átomos até movimento das galáxias interiras. Precisamos desenvolver métodos gerais para analisar o movimento de corpos que giram. Neste capítulo e no próximo vamos considerar corpos com tamanho e forma definidos, que no caso geral possui um movimento de rotação combinado com um movimento de translação.
Os corpos do mundo real podem ainda ser mais complexos; as forças que atuam sobre eles podem deforma-los, esticando-os, torcendo-se e comprimindo-os. No nosso estudo sobre rotação vamos desprezar essas deformações, ou seja, vamos supor que o corpo possua uma forma definida e imutável. Esse modelo de corpo ideal denomina-se CORPO RÍGIDO.
Neste capítulo estudaremos a cinemática de rotação. No capítulo seguinte vamos estudar os princípios da dinâmica que relacionam as forças que atuam sobre um corpo com o seu movimento de rotação.
Fig1. (a) A patinadora em movimento de translação pura, o movimento é ao longo de uma direção fixa. (b) rotação pura, o movimento é em torno de um eixo fixo.
Fig 2. Movimento de rotação e translação de um corpo rígido arbitrário. Neste caso particular, o movimento de translação está confinado ao plano xy. A linha tracejada mostra o caminho correspondente ao movimento de translação do eixo de rotação, que é paralelo ao eixo z e passa pelo ponto A, no plano xy. O movimento rotacional é indicado pela linha de referência AP.
As Variáveis da Rotação
Vamos começar nosso estudo sobre a rotação de corpos rígidos em torno de um eixo fixo. Vale ressaltar que o estudo aqui abordado não inclui um corpo como o Sol,