Força centrífuga

A força centrífuga não é prevista pela mecânica newtoniana. Contudo, ela pode ser explicada usando uma teoria aprimorada por um brasileiro: a Mecânica Relacional.

A força centrífuga é uma das forças fictícias. Recebe esse nome devido ao fato de que ela não é prevista na teoria newtoniana. Isso acontece porque ela só pode ser percebida por meio de referenciais que não estão parados em relação ao movimento. Dessa maneira, veja o que é, exemplos e muito mais sobre essa força.

O que é a força centrífuga

A força centrífuga não é prevista pela mecânica newtoniana. Dessa forma, ela costuma ser chamada de pseudoforça científica. Afinal, ela faz parte do conjunto de forças que não são explicadas por meio das definições básicas da dinâmica de Newton. Isto é, para que haja uma explicação satisfatória desse fenômeno é preciso que o observador esteja em um referencial não-inercial.

Por conta disso, na mecânica clássica, seu cálculo é muito complicado e exige um grande formalismo matemático. Contudo, há uma outra teoria para a mecânica que não depende do observador. Assim, todos os fenômenos que não são explicados pelas Leis de Newton podem ser estudados sem suposições posteriores. Essa teoria é a Mecânica Relacional, a qual é estudada e aprimorada pelo físico brasileiro André Koch Torres de Assis e outros cientistas.

De maneira geral, a força centrífuga é a responsável por querer jogar os corpos em movimento curvilíneo para fora dessa trajetória.

Exemplos da força centrífuga

Apesar dela não ser explicada pela mecânica de Isaac Newton, a força centrífuga pode ser facilmente observada no nosso cotidiano. Dessa maneira, veja cinco exemplos desse fenômeno em nosso cotidiano.

Centrífuga de roupas

A centrífuga de roupas gira a uma velocidade muito grande. Isso faz com que as peças se afastem do centro de rotação do cesto. Consequentemente, a água presente nos tecidos sai devido a ação da força centrífuga.

Carro fazendo curva

Você sentiu o corpo ser empurrado para a lateral de um carro quando há uma curva muito rápida? Isso acontece devido ao fenômeno da força centrífuga. Esse tipo de efeito é percebido mais facilmente quando a curva é mais rápida. Além disso, o fenômeno reforça a importância do uso do cinto de segurança.

Motos

As motos e as bicicletas dependem dessa força para terem estabilidade nas curvas. Esses veículos possuem mais estabilidade quando se inclinam para o lado da curva. Isso acontece porque a força centrífuga tende a empurrar o piloto para o lado contrário à trajetória.

Montanha russa

Quando o carrinho da montanha russa faz um looping, é necessário uma certa velocidade para que não aconteçam acidentes. Todos os elementos do carrinho e ocupantes permanecem seguros devido, dentre outras coisas, a ação da força centrífuga.

Balde de Newton

Um experimento simples que não pode ser explicado satisfatoriamente pelo físico Isaac Newton. Tal experimentação consistia em um balde com água preso por uma corda central. Ao girar o sistema sobre o eixo central do balde, surge uma concavidade.

Apesar de não serem previstos pela mecânica newtoniana, os fenômenos devido a ação dessa força podem ser percebidos no cotidiano. Isso evidencia a necessidade de uma nova física, que não necessite de suposições ad-hoc para ser estudada. Ou seja, uma nova concepção científica que não dependa de argumentos posteriores que salvam as aparências.

Força centrífuga X força centrípeta

Quando um corpo está em movimento circular, ele se mantém na trajetória curvilínea devido à ação da força centrípeta. Por sua vez, a força centrífuga é responsável por expulsar os corpos do movimento circular.

Vídeos sobre força centrífuga

A força centrífuga é um conteúdo que costuma ser negligenciado nos currículos escolares. Porém, não é por esse motivo que ela deve ser deixada de lado. Dessa maneira, veja os vídeos selecionados para se aprofundar ainda mais nesse conceito.

O efeito da força centrífuga

Apesar de não ser prevista pela mecânica newtoniana, é possível perceber os efeitos dessa força. Por isso, os professores Claudio Furukawa e Gil Marques demonstram experimentalmente esses efeitos. Além disso, relacionam a velocidade angular com a intensidade dessa força.

Grandezas angulares

Quando se estuda o movimento circular, é necessário ter contato com novas grandezas físicas. Essas são chamadas grandezas angulares. As quais dependem de um novo sistema de coordenadas. Assim, para entender essas grandezas, assista ao vídeo do professor Marcelo Boaro.

Movimento circular uniformemente variado

O professor Marcelo Boaro explica os conceitos do movimento circular uniformemente variado (MCUV). Para isso, o docente relaciona as equações horárias do movimento retilíneo com as grandezas angulares. Ao fim da aula, Boaro resolve um exercício de aplicação.

A força centrífuga é uma força que não foi prevista originalmente por Newton. Dentre outros motivos, ela não pode ser explicada a partir de um referencial inercial. Para saber mais sobre a dinâmica clássica, veja mais sobre as Leis de Newton.

Referências

Mecânica relacional (1996) – ASSIS, A. K. T.
On Mach’s Principle (1989) – ASSIS, A. K. T.
A origem da inercia (2000) – GARDELLI, D.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Força centrífuga. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/forca-centrifuga. Acesso em: 22 de September de 2021.

Exercícios resolvidos

1.

A mecânica newtoniana possui certas falhas. Por exemplo, a força centrífuga não é prevista pela mecânica clássica. Assinale a alternativa que explique o porquê.

a) as leis de Newton valem apenas para referenciais inerciais.
b) a força centrífuga não existe.
c) as leis de Newton foram provadas erradas com o surgimento da relatividade de Einstein.
d) as leis de Newton funcionam para qualquer observador.

Alternativa correta: A

As leis de Newton são válidas apenas quando o observador está parado em relação ao movimento. Isto é, em referenciais inerciais.

2.

A força centrífuga é responsável por “expulsar” os corpos de uma trajetória circular. Além disso, há outra força que atua em contraposição à centrífuga. Que é a:

a) força normal.
b) força peso.
c) força centrípeta.
d) força de atrito.
e) força de tração.

Alternativa correta: C

A força centrípeta é a responsável por manter os corpos na trajetória circular do movimento.

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