Torque

O torque é uma grandeza física que está relacionada com o movimento de rotação de um corpo extenso. Isto é, quando há a ação de um torque diferente de zero sobre um corpo, ele adquire a tendência a rotacionar. Ele aparece em diversas maquinas simples. Veja o que é, como calcular, exemplos e muito mais sobre esse tema.

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O que é o torque

O torque, que também é chamado momento de uma força, é uma grandeza física presente apenas em corpos extensos. Além disso, essa grandeza é a tendência de rotacionar que um corpo adquire ao ser submetido a uma força.

O momento de uma força é uma grandeza vetorial. Isto é, ela possui intensidade, direção e sentido. Assim, no que diz respeito à sua intensidade, ela dependerá do raio de curvatura, da força aplicada e do ângulo entre elas. Sua unidade de medida, no Sistema Internacional de Unidades (SI) é Newton vezes metro. Ou seja, N·m. Já a direção e o sentido do vetor torque, devem ser orientados de modo que o momento de força esteja em uma direção perpendicular da força e do raio de rotação.

O símbolo para o cálculo do momento de uma força pode variar em diferentes livros e níveis de Ensino. Dessa forma, as duas maneiras mais comuns são:

Nesse caso, a letra grega é o tau, que pode ser confundido com a notação matemática para o trabalho. Já M_F, denota o momento de uma força.

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Como calcular

O cálculo do momento de uma força pode ser feito usando o produto vetorial. Contudo, essa maneira exige noções de geometria analítica um pouco avançadas. Dessa maneira, de forma simplificada a fórmula é:

Em que:

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• τ: Torque ou momento de uma força (N·m).
• r: distância da aplicação da força até o centro de rotação (m)
• F: força aplicada (N)
• sen θ: projeção do ângulo entre r e F

Note que o torque terá seu valor máximo quando a força aplicada for totalmente perpendicular ao raio. De modo análogo, o valor será nulo caso a força e o raio sejam paralelas.

Torque X potência

O torque é a grandeza física responsável por colocar algum corpo extenso em rotação. Por sua vez, a potência é um ente físico que quantifica a energia cedida em uma unidade de tempo.

Essas duas grandezas podem se confundir. Principalmente no mundo automotivo. Dessa maneira, o torque é responsável por tirar um veículo do repouso. Já a potência é a maneira com a qual o motor transferirá energia para as rodas.

Torque e momento angular

Ao variar o momento de uma força em um determinado corpo, ele pode adquirir uma velocidade angular. Além disso, quando o corpo está em rotação, ele possui momento angular. Dessa forma, a relação entre o momento angular e torque é obtida pelo fato de que ambas grandezas possuem uma relação de dependência, em certos casos.

Exemplos de torque

A física está presente em nosso cotidiano. Isso não seria diferente com as grandezas da mecânica. Assim, veja cinco exemplos de torque:

• Maçaneta de portas: esses objetos ficam o mais distantes possível da dobradiça para que a força necessária para abrir a porta seja menor.
• Marchas da bicicleta: quanto menor for a coroa, maior será o torque produzido. Assim, maior será a força transmitida para as rodas
• Chaves: as chaves de fenda, de boca e afins são multiplicadores de torque. Quanto maior for o cabo, menor será a força necessária para realizar o serviço.
• Martelo: ao usar um martelo, a força necessária será muito menor se a mão estiver na extremidade oposta do objeto.
• Guidão: algumas modalidades de bicicleta possuem guidões grandes. Isso aumenta a alavanca e diminui a força necessária para realizar a manobra.

Além desses exemplos, existem diversos outros presentes em nosso cotidiano. Isto é, todo movimento de rotação está relacionado como momento de uma força.

Vídeos sobre torque

O estudo da dinâmica abrange diversas grandezas físicas. Por isso, é necessário saber muito sobre todas elas. No caso dos movimentos rotativos e da estática, é preciso conhecer muito bem os conceitos de momento de força. Assim, veja os vídeos selecionados sobre esse tema.

O efeito giroscópio

Os professores Cláudio Furukawa e Gil Marques mostram como o giroscópio se relaciona com as grandezas da rotação. Para isso, os docentes realizam uma série de experimentos. Além disso, em alguns casos, também acontece a demonstração experimental da conservação do momento de uma força e do momento angular.

Momento de força e alavancas

O professor Marcelo Boaro explica como o torque se relaciona com as alavancas. Para isso, o docente relembra os conceitos do movimento rotacional. Além disso, Boaro exemplifica cada um dos tipos de alavanca. Ao fim do vídeo, o professor resolve um exercício de aplicação.

Equilíbrio do corpo extenso

O estudo da estática é muito importante em diversas áreas do conhecimento. Por exemplo, na engenharia civil. Para iniciar os estudos desses conceitos, o professor Marcelo Boaro explica as condições de equilíbrio para um corpo extenso. Ao fim da videoaula, o docente resolve um exercício de aplicação.

O estudo do momento de uma força é muito comum em vestibulares e provas de grande escala. Por exemplo, o Enem. Além disso, esse conceito pode ser aplicado em várias áreas da física. Uma delas é a alavanca.

Referências