Newton e a gravitação

Um pequeno automóvel de brinquedo, movido a pilha e que anda em linha reta, foi amarrado a uma linha.

A outra extremidade da linha foi amarrado a um anel de metal e este foi encaixado num prego fixado ao centro de uma tábua.

Quando o automóvel foi ligado, verificou-se que, em vez de seguir em linha reta, realizou com movimento circular.

Como explicar cientificamente por que o fio impede o movimento em linha reta?

Conceito da força centrípeta

Analisando o resultado do experimento

A tendência de o automóvel de brinquedo mover-se em linha reta faz a linha esticar. Isso origina uma força de tração na linha. Essa força, ao agir sobre o brinquedo, o impede de prosseguir em linha reta na mesma direção.

Em todos os pontos de sua trajetória circular acontece exatamente o mesmo: o brinquedo tende a seguir em linha reta, mas a força de tração impede que isso aconteça, modificando continuamente a direção do movimento e produzindo a trajetória circular.

Se, num dado instante, a linha subitamente se arrebentar ou for cortada, o automóvel imediatamente deixará a trajetória circular e prosseguirá em linha reta. Em outras palavras, a partir do momento em que a força de tração deixar de atuar, o brinquedo automaticamente abandonará o movimento circular e sairá pela reta tangente à circunferência.

A força de tração no fio é chamada força centrípeta. A força centrípeta atua sobre todo móvel que descreva uma trajetória curva, seja uma circunferência ou qualquer outro tipo de curva. Essa força é responsável pelo fato de o movimento não ser retilíneo e sim curvilíneo. A direção da força centrípeta passa pelo móvel e pelo centro da curva descrita por esse móvel. E o sentido da força centrípeta aponta para o centro dessa curva.

Esse tipo de força ocorre, por exemplo, no movimento da Lua em torno da Terra. A força com que a Terra atrai a Lua atua de modo que esta última mude a direção do seu movimento a cada instante, mantendo o seu movimento em torno da Terra em trajetória curva.