1 O que é a força centrípeta?
Quando um corpo realiza um movimento circular, sua velocidade muda de direção a cada instante — mesmo que o módulo (velocidade escalar) seja constante. Mudança de velocidade significa aceleração. Essa aceleração aponta sempre para o centro da trajetória circular e chama-se aceleração centrípeta.
Pela 2ª Lei de Newton, toda aceleração é causada por uma força resultante. A força centrípeta (Fc) é exatamente essa resultante — a força que aponta para o centro e mantém o corpo na trajetória circular.
Sempre perpendicular à velocidade, apontando para o centro da trajetória circular.
Muda a direção da velocidade continuamente, sem alterar seu módulo (no MCU).
Constante (no MCU). Calculado por Fc = mv²/r ou Fc = mω²r.
2 A fórmula da força centrípeta
Um carro de m = 1 000 kg faz uma curva de raio r = 50 m a v = 20 m/s. Qual a força centrípeta necessária?
Fc = mv²/r = 1000 × 400/50 = 8 000 N = 8 kN
ISS orbita a Terra a r = 6 800 km = 6,8×10⁶ m, v ≈ 7 700 m/s, m ≈ 4,2×10⁵ kg.
Fc = mv²/r = 4,2×10⁵ × (7700)²/(6,8×10⁶) ≈ 3,7×10⁶ N
3 Força centrípeta não é um novo tipo de força!
Erro conceptual frequente: A força centrípeta não é um "tipo" de força como peso, normal ou atrito. Ela é o nome dado à força resultante que, em determinada situação, aponta para o centro da trajetória circular.
A força que faz o papel de centrípeta depende de cada situação:
| Situação | Força que age como centrípeta |
|---|---|
| Carro em curva (horizontal) | Atrito dos pneus com o asfalto |
| Planeta em órbita | Força gravitacional do Sol |
| Satélite artificial | Força gravitacional da Terra |
| Eletro girando no átomo | Força elétrica (coulombiana) do núcleo |
| Looping (topo) | Peso + Normal (ambos para o centro) |
| Pedra em onda (horizontal) | Tensão do fio |
| Avião em curva banqueada | Componente horizontal da sustentação |
4 E a força centrífuga?
A força centrífuga é uma pseudoforça (força fictícia) que aparece apenas em referenciais não-inerciais — ou seja, em referenciais que giram junto com o corpo.
Referencial da rua (inercial): O carro faz a curva porque o atrito exerce força centrípeta sobre ele. Você (passageiro) tende a continuar reto pela inércia — a porta "empurra" você para dentro da curva.
Referencial do carro (não-inercial): Você "sente" uma força para fora da curva (centrífuga). Mas ela é fictícia — é a inércia do seu corpo resistindo à mudança de direção.
A centrífuga de laboratório usa esse princípio: em alta rotação, partículas mais densas "migram" para fora porque têm mais inércia (resistem mais à mudança de direção). No referencial do lab, elas simplesmente tendem a ir em linha reta enquanto o tubo gira.
5 Exemplos clássicos
No topo: Normal + Peso ambos para baixo (centro). No fundo: Normal para cima (centro) e Peso para baixo. Equações diferentes, mesmo princípio.
Pistas inclinadas reduzem a dependência do atrito. A componente horizontal da Normal fornece parte da força centrípeta.
A gravidade é a força centrípeta. A velocidade orbital é aquela para a qual a centrípeta necessária equals a força gravitacional.
No topo do loop, velocidade mínima ocorre quando N = 0: vmin = √(gr). Abaixo disso, o trilho precisaria puxar o carro!
6 Calculadora
🧮 Calculadora — Fc = mv²/r
7 Simulador de movimento circular
Veja a velocidade (azul) sempre tangente à trajetória e a força centrípeta (laranja) sempre apontando para o centro.
⭕ Movimento Circular — Força Centrípeta
8 Resumo
O que você aprendeu
- Força centrípeta é a resultante que aponta para o centro, mantendo o corpo em trajetória circular.
- Fórmula: Fc = mv²/r = mω²r.
- Não é um tipo novo de força — é o papel exercido por atrito, gravidade, tensão etc.
- Força centrífuga é fictícia — só existe em referenciais não-inerciais (girantes).
- Carro em curva: atrito é a centrípeta. Satélite: gravidade é a centrípeta.
- Velocidade mínima no topo de um loop: vmin = √(gr).