Diferenças entre movimento linear e rotacional

Escrito por doug leenhouts | Traduzido por joanna riva
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Diferenças entre movimento linear e rotacional
Uma roda de bicicleta pode experimentar movimentos rotacionais e translacionais simultaneamente (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

O movimento rotacional é descrito em coordenadas diferentes das usadas no movimento linear. Enquanto o movimento linear, também conhecido como movimento translacional, possui componentes como velocidade e aceleração, objetos em rotação têm velocidade e aceleração angulares. Os dois sistemas são análogos, mas há certos aspectos que não possuem equivalentes.

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Coordenadas

O movimento translacional é descrito utilizando coordenadas cartesianas ou uma orientação retangular com os eixos x, y e z. Todos os componentes do movimento, como posição, velocidade e aceleração, possuem componentes x, y e z. Já o movimento rotacional é descrito no sistema de coordenadas polares, que utiliza graus e radianos para descrevê-lo.

Aceleração

Ao soltar um objeto, ele ganha velocidade em direção ao chão em uma taxa de 9,8 m/s². Esse tipo de aceleração resulta em um deslocamento, isto é, a localização final do objeto é diferente da original. Quando um objeto como uma roda de bicicleta é girada ao redor de um eixo, é dito que ela possui aceleração angular. Uma roda de bicicleta pode ter aceleração translacional e angular conforme se move pela rua e a roda gira em torno do eixo.

Torque

O torque é simplesmente uma força aplicada a uma distância em um objeto. Ele é similar à força, que é o seu análogo translacional. A força é igual à massa de um objeto vezes sua aceleração; o torque é igual ao momento de inércia de um objeto vezes sua aceleração angular. O momento de inércia depende da forma e da densidade do objeto, então uma roda com raios possui momentos diferentes de uma roda de disco.

Distâncias

No sistema cartesiano, o movimento de translação é igual a distância percorrida dividida pela quantidade de tempo passada durante o trajeto. A distância pode ser medida em unidades dos sistemas métrico ou imperial. Em um sistema rotacional, a distância que um objeto percorre é expressa em termos de radianos ou graus, no qual um círculo completo é 360º ou 2 pi radianos. Quando um objeto, como uma roda, completa três revoluções em torno do eixo, sua orientação final é igual à original, mas diz-se que o objeto rotacionou 6 pi radianos, ou 1080º.

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