Unidade 1 – Movimentos na Terra e no espaço
1.2. Da Terra à Lua
Professora: Paula Melo Silva
Unidade 1 – Movimentos na Terra e no Espaço
1.2. Da Terra à Lua1.2.1. As forças e o modo como actuam.1.2.2. Lei da Acção Reacção. Terceira Lei de Newton.1.2.3. As forças e os seus efeitos. Leis de Newton.1.2.4. Movimentos no Espaço. Satélites geoestacionários.
Movimentos no Espaço: satélites geostacionários
Características e aplicações dos satélites geostacionários
Satélite de órbita polar:- Orbita a uma altura aproximada de 1000 km acima da superfície terrestre.- Orbitam a Terra cerca de 14 vezes por dia.- Utilizados em meteorologia, oceanografia e cartografia.
Características e aplicações dos satélites geostacionários
Satélite de órbita geostacionária:- Orbita a 36 000 km acima do plano do equador.- Executam uma volta completa em torno da Terra em 24 horas acompanhando movimento de rotação da Terra.- Utilizados como satélites de comunicações.
Movimento de um satélite em torno da Terra
gF
A única força que actua no satélite é a força gravitacional.A direcção da força gravítica é perpendicular à velocidade e está dirigida para o centro da trajectória – diz-se que é radial.
v
Terra
Satélite
Movimento de um satélite em torno da Terra
O satélite, ao longo da sua órbita, descreve um movimento circular com velocidade de módulo constante.Trata-se de um movimento circular e uniforme.
Movimento de um satélite em torno da Terra
v
A força gravitacional provoca, constantemente, a mudança de direcção da velocidade do satélite, embora não altere o seu valor – esta velocidade designa-se por velocidade linear .
A aceleração centrípeta, , é responsável pela trajectória circular que o satélite descreve.
ca
Movimento de um satélite em torno da Terra
rvac2
- O vector aceleração centrípeta tem sentido sempre orientado para o centro da trajectória, por isso diz-se que é radial.- O vector aceleração centrípeta é perpendicular ao vector velocidade linear.
Unidades S.I.ac – aceleração centrípeta m.s-2
v – velocidade linear m.s-1
r – raio da trajectória m
Velocidade OrbitalPara colocar um satélite em órbita é necessário enviá-lo para o espaço até uma dada altura e imprimir-lhe uma velocidade bem determinada:
rMGv Terra
orbital
Unidades S.I.v – velocidade do satélite m.s-1
MT – massa da Terra kgr – raio da trajectória mG – constante de gravitação Universal 6,67 10-11 N.m2.kg-2
Força e aceleração centrípeta
ca
rvac2
cF
v
Terra
Satélite
Características do vector aceleração centrípeta (ac):• Direcção: radial• Sentido: dirigido para o centro da trajectória.• Intensidade:
Características do vector força centrípeta (Fc):• Direcção: radial• Sentido: dirigido para o centro da trajectória.• Intensidade: r
vmFc2
Grandezas características dos movimentos circulares
No movimento circular e uniforme regularmente repetido, pode-se usar outras grandezas mensuráveis:
o período (T) a frequência (f)
O período é o menor intervalo de tempo no qual o móvel repete as suas características cinemáticas (posição, velocidade, etc.).
Exprime-se, no S.I., em segundos (s) A frequência é o número de repetições ocorridas na unidade de tempo.
Exprime-se, no S.I., em Hertz (Hz) ou s-1
fT 1
Velocidade linear
Trv 2
rfv 2
É possível relacionar velocidade linear com as grandezas físicas período e frequência
Unidades S.I.v – velocidade linear m.s-1
r – raio da trajectória mT – período sf – frequência Hz
Velocidade angular ()A frequência pode ser referida ao ângulo descrito, em vez do número de voltas. Nesse caso, tem o nome de frequência angular ou velocidade angular (mede a rapidez com que os ângulos são descritos):
t
Unidades S.I. - velocidade angular rad.s-1
t – intervalo de tempo s - ângulo descrito rad
Relação entre velocidade angular e velocidade linear
T 2
f 2
Unidades S.I.v – velocidade linear m.s-1
- velocidade angular rad.s-1
r – raio da trajectória mT – período sf – frequência Hz
rv
No caso de um movimento circular, para uma volta completa: = 2 e t = T