Solução das Equações de Movimento
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR
3.3
Condição Inicial Diferente do Movimento Circular
A análise realizada até o presente momento da dinâmica é considerando a condição inicial para uma força coulombiana que gera orbitas circulares. Porém, podemos realizar novamente todo estudo da dinâmica para uma condição inicial diferente. Para fins de con- templação do comportamento da dinâmica deste sistema, iremos colocar como condição inicial o movimento das partículas em uma elipse e assim obter os gráficos das acelerações, velocidades, posições e do tempo de decaimento. Portanto, definimos a condição inicial para as posições x1 = − r0 η + 1 √ 2 2 , y1 = − r0 2 1 η + 1 √ 2 2 , x2 = ηr0 η + 1 √ 2 2 , y2 = 1 2 ηr0 η + 1 √ 2 2 , e para as velocidades V1x(t0) = −y1Vθ(t0), V1y(t0) = x1Vθ(t0), V2x(t0) = −y2Vθ(t0), V2y(t0) = x2Vθ(t0).
As unidades das posições, velocidades, acelerações e os tempos para os diferentes valores de η estão nas unidades reescalonadas. O primeiro gráfico temos a evolução das trajetórias das partículas para o caso η = 1. Nota-se o movimento em espiral elíptico diminuindo a distância entre as partículas conforme o tempo evolui. A velocidade e ace- leração das partículas apresentam o sentido de rotação anti-horário.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 55
• 1. η = 1
Figura 3.3.42: Posição das partículas 1 e 2 - η = 1. As coordenadas x e y estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.43: Velocidade das partículas 1 e 2 - η = 1. As velocidades Vx e Vy estão nas
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 56
Figura 3.3.44: Aceleração das partículas 1 e 2 - η = 1. As acelerações Ax e Ay estão nas
unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.45: Posição relativa - η = 1. As coordenadas x e y representam a posição re- lativa das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 57
Figura 3.3.46: Velocidade relativa - η = 1. Os termos vx e vy são as velocidades relati-
vas das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.47: Aceleração relativa - η = 1. Os termos ax e ay são as acelerações relati-
vas das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 58
Figura 3.3.48: Módulo da velocidade das partículas 1 e 2 em função do tempo para η = 1. Os termos V e t estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.49: Posição relativa das partículas em função do tempo para η = 1. Os termos r e t estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 59
• 2. η = 2
Figura 3.3.50: Posição das partículas 1 e 2 - η = 2. As coordenadas x e y estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.51: Velocidade das partículas 1 e 2 - η = 2. As velocidades Vx e Vy estão nas
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 60
Figura 3.3.52: Aceleração das partículas 1 e 2 - η = 2. As acelerações Ax e Ay estão nas
unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.53: Posição relativa - η = 2. As coordenadas x e y representam a posição re- lativa das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 61
Figura 3.3.54: Velocidade relativa - η = 2. Os termos vx e vy são as velocidades relati-
vas das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.55: Aceleração relativa - η = 2. Os termos ax e ay são as acelerações relati-
vas das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 62
Figura 3.3.56: Posição do centro de massa - η = 2. As coordenadas x e y representam a posição do centro de massa nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.57: Velocidade do centro de massa - η = 2. Os termos Vx e Vy são as
velocidades do centro de massa que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 63
Figura 3.3.58: Aceleração do centro de massa - η = 2. Os termos Ax e Ay são as
acelerações do centro de massa que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.59: Módulo da velocidade das partículas 1 e 2 em função do tempo para η = 2. Os termos V e t estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 64
Figura 3.3.60: Posição relativa das partículas em função do tempo para η = 2. Os termos r e t estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
• 3. η = 10
Figura 3.3.61: Posição das partículas 1 e 2 - η = 10. As coordenadas x e y estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 65
Figura 3.3.62: Velocidade das partículas 1 e 2 - η = 10. As velocidades Vx e Vy estão
nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.63: Aceleração das partículas 1 e 2 - η = 10. As acelerações Ax e Ay estão
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 66
Figura 3.3.64: Posição relativa - η = 10. As coordenadas x e y representam a posição re- lativa das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.65: Velocidade relativa - η = 10. Os termos vx e vy são as velocidades relati-
vas das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 67
Figura 3.3.66: Aceleração relativa - η = 10. Os termos ax e ay são as acelerações relati-
vas das partículas que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.67: Posição do centro de massa - η = 10. As coordenadas x e y representam a posição do centro de massa nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 68
Figura 3.3.68: Velocidade do centro de massa - η = 10. Os termos Vx e Vy são as
velocidades do centro de massa que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.69: Aceleração do centro de massa - η = 10. Os termos Ax e Ay são as
acelerações do centro de massa que estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 69
Figura 3.3.70: Módulo da velocidade das partículas 1 e 2 em função do tempo para η = 10. Os termos V e t estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
Figura 3.3.71: Posição relativa das partículas em função do tempo para η = 10. Os termos r e t estão nas unidades reescalonadas. Condição inicial de trajetórias elípticas.
3.3. CONDIÇÃO INICIAL DIFERENTE DO MOVIMENTO CIRCULAR 70
Quando consideramos a condição inicial de uma força coulombiana com trajetórias elípticas obtemos como resultado que a curva da distância relativa entre as partículas em função do tempo possui uma maior oscilação que o caso das trajetórias circulares. Esta oscilação é observada em todos os casos analisados para η. Outra característica da nova condição inicial é as trajetorias do centro de massa que possuem um comportamento totalmente diferente daqueles analisados para trajetórias circulares.