Força centrífuga


O conceito da força centrífuga foi criado pelo matemático e astrônomo holandês Christiaan Huygens no ano de 1659, ao elaborar o seu trabalho De Vi Centrifuga, tratando de movimentos e leis físicas.

De uma forma geral, a força centrífuga é, apenas aparentemente, uma força de inércia, visto que ela que se manifesta nos corpos que estão em um movimento de rotação, onde o que ocorre com esses corpos é o afastamento deles do eixo central dessa rotação.

centrifuga

É por causa de uma rotação que faz variar de forma contínua a direção para onde o corpo vai, originando dessa forma uma aceleração, que essa força pode ser concebida como uma de caráter inercial que empurra o corpo para fora. O valor da força centrifuga corresponde a Fc = mw2r, onde, nesse caso, m é a massa do corpo, a variável w corresponde à velocidade angular e r, por sua vez, representa o raio do movimento.

O efeito da força centrífuga, no mundo cotidiano, é aplicado nas máquinas centrifugas com o intuito de separar materiais de acordo com a sua massa, bem como nos reguladores centrífugos com o objetivo de efetuar a regulagem da velocidade dos seus motores.

Convém lembrar que a força centrífuga é diferente da força centrípeta visto que a centrípeta, por sua vez, atrai o corpo para o centro quando este é submetido a uma trajetória em movimento circular ou de caráter curvilíneo. Já a força centrífuga possui a tendência de sair da parte central.

A força centrífuga apresenta algumas características:

– Direção – É perpendicular em relação à curva pelo ponto onde se encontra o objeto.

– Sentido – É para fora do centro da circunferência.

Aplicações da força centrífuga

Esse tipo de força é também chamada de pseudoforça centrífuga, já que ela pode ser detectada apenas por observadores diante de referenciais de postura não inercial que estão em movimento de rotação diante de um referencial inercial.
A atuação da força centrífuga pode ser útil em algumas áreas do conhecimento humano, principalmente em temas que envolvam trajetórias:

– Astronomia – Lançamento de foguetes e movimentos celestes.

– Indústria – Fabricação de determinadas máquinas que fazem uso das propriedades da força centrífuga.

– Laboratórios – Utilização de equipamentos chamados de centrífugas, tais equipamentos possuem o objetivo de efetuar a separação de misturas.

– Meteorologia – Movimentos de massas de ar que podem girar em um sentido no hemisfério sul, em outro sentido do hemisfério norte.

– Área militar – Lançamento de projéteis destinados a efetuar uma trajetória de longo alcance.

O clássico exemplo de uma aplicação cotidiana da força centrífuga é aquele que ocorre na máquina de lavar roupas de uso doméstico.

Ao observarmos o funcionamento de uma máquina de lavar roupas é possível aferir que toda a roupa inserida nela fica localizada em um cilindro repleto de furos que se encontram em sua região lateral. No momento que o ocorre o processo de centrifugação, o cilindro inicia um giro em velocidade acelerada, possibilitando assim com que a água escape por meio dos furos localizados na região lateral do cilindro. Nesse momento, as roupas se encontram dispostas na parte lateral do cilindro. É aí que uma força de contato (força centrípeta) se torna atuante, fazendo com que a roupa mantenha o seu movimento circular.

O mesmo caso não ocorre com a água das roupas, visto que ela não encontra nenhuma resistência e possui liberdade para sair pela tangente do cilindro efetuando uma linha reta, em outras palavras, toda a água escapa por meio dos furos laterais.

A força centrífuga é considerada uma força fictícia

A força inercial centrífuga atua nos sistemas acelerados.

Segundo os ditames da mecânica concebida pelo físico Isaac Newton, a força centrífuga é uma força de caráter “fictício”, visto que ela não cumpre o critério da Terceira Lei Newton, ou seja, a força centrífuga não possui causa em nenhum sistema material considerado externo ao objeto que a sofre. Em outras palavras, esse tipo de força não apresenta a relação de “ação e reação”. Sendo assim, a força centrífuga é considerada “fictícia”. Um exemplo prático é que ela pode ser vivenciada por um determinado passageiro de algum carro em uma curva, por exemplo. Ela também apresenta a possibilidade de ser medida, no sistema de referência de um veículo com a ajuda, por exemplo, de um aparelho conhecido como acelerômetro.

Vale destacar também que as forças centrípeta e centrífuga possuem características completamente diferentes entre si. A força centrífuga só possui sentido em um referencial relacionado ao objeto que efetua um movimento giratório. Ainda que possua o mesmo módulo e a direção igual da força centrífuga, bem como sentido oposto ao dela, essas duas forças não constituem um par de ações e reação, uma vez que elas estão sendo aplicadas ao mesmo objeto. Inclusive a força centrífuga, por apresentar essa característica de fictícia, não possui a reação.