Considere uma partícula que se
desloca numa trajetória circular de raio R, partindo-se da
origem
(ângulo
= 0) até
um ponto P (ângulo
).
Tendo-se percorrido um espaço s referente ao arco da
circunferência OP, define-se o ângulo horário como
sendo a razão entre o espaço percorrido e o raio R
do círculo
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(4.1) |
também
chamado fase ou deslocamento angular.
Da equação (4.1), o espaço percorrido
s =
R
, o que nos permite
escrever para um pequeno deslocamento
s, a igualdade
s =
R
e sendo considerado um pequeno
intervalo de tempo,
tem-se

obtendo-se a razão da velocidade linear pelo raio do círculo
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(4.2) |
chamado de velocidade angular.
Sendo
v =
R
para um intervalo de tempo
t
obtém-se

de onde se tem a definição de aceleração angular
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(4.3) |
Para uma partícula se
deslocando numa trajetória circular de raio R e centro C,
com
origem em
(ângulo
= 0). Considere
o deslocamento de ângulo
0
no tempo t0
até o ângulo
1
no tempo t1,
a velocidade
angular média será
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(4.4) |
calculando o limite em (4.4) determina-se a velocidade angular
instantânea na forma
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(4.5) |
Calcula-se a aceleração
angular média fazendo-se a razão entre as diferenças de duas
velocidades angulares pelo intervalo de tempo como é mostrado em (4.6)
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(4.6) |
calculando o limite em (4.6) para se ter a aceleração angular
instantânea
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(4.7) |
As equações (4.1), (4.2) e (4.3)
relacionam as grandezas escalares do movimento linear com as grandezas no
movimento circular. Podemos também relacionar as grandezas do
movimento circular com a aceleração vetorial
começando por discutir as acelerações tangencial e
centrípeta.
A aceleração vetorial no movimento circular
possui uma componente segundo uma direção tangencial
à
curva e outra na direção
perpendicular. Escreve-se então a
aceleração como sendo

Vamos discutir cada uma dessas componentes.
- aceleração tangencial
at
Esta aceleração tangente à
trajetória, é a responsável pela
alteração na intensidade do vetor velocidade e seu
módulo é igual a
magnitude da aceleração escalar a. Com isso, esta
aceleração
se faz presente apenas quando há mudança no módulo
da velocidade, ocorrendo portanto no Movimento Circular Uniformemente
Variado. Em termos de
, escreve para o módulo da
aceleração tangencial
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(4.8) |
- aceleração centrípeta
ac
Esta aceleração perpendicular à
trajetória apontando para o centro do
círculo encarrega-se da mudança de direção do
vetor velocidade, e tem módulo
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(4.9) |
sendo v, a velocidade
escalar e R o raio do círculo. Em termos de
, a intensidade da aceleração
centrípeta escreve como
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(4.10) |
Links para simulações em Java
Movimento
Circular