Torque (também conhecido como momento ou momento de força) é a tendência de um força causar ou alterar o movimento rotacional de um corpo. É uma força de torção ou rotação em um objeto. O torque é calculado multiplicando a força e a distância. É um vetor quantidade, o que significa que tem uma direção e uma magnitude. A velocidade angular para o momento de inércia de um objeto está mudando, ou ambos.
Unidades de Torque
O sistema internacional de unidades de medida (Unidades SI) usado para o torque é newton-metros ou N * m. Embora newton-metros sejam iguais a Joules, como o torque não é trabalho ou energia, portanto, todas as medidas devem ser expressas em newton-metros. O torque é representado pela letra grega tau: τ nos cálculos. Quando é chamado momento de força, é representado por M. Nas unidades imperiais, você pode ver libra-força-pé (lb⋅ft) que pode ser abreviado como libra-pé, com a "força" implícita.
Como funciona o torque
A magnitude do torque depende de quanta força é aplicada, do comprimento do braço da alavanca que conecta o eixo até o ponto em que a força é aplicada e o ângulo entre o vetor de força e a alavanca braço.
A distância é o braço do momento, frequentemente indicado por r. É um vetor apontando do eixo de rotação para onde a força atua. Para produzir mais torque, você precisa aplicar força mais longe do ponto de articulação ou aplicar mais força. Como Arquimedes disse, dado um lugar para ficar com uma alavanca longa o suficiente, ele poderia mover o mundo. Se você empurrar uma porta perto das dobradiças, precisará usar mais força para abri-la do que se empurrasse a maçaneta da porta, a um metro e meio das dobradiças.
Se o vetor de força θ = 0 ° ou 180 ° a força não causará nenhuma rotação no eixo. Ele estaria se afastando do eixo de rotação porque está na mesma direção ou se movendo em direção ao eixo de rotação. O valor do torque para esses dois casos é zero.
Os vetores de força mais eficazes para produzir torque são θ = 90 ° ou -90 °, perpendiculares ao vetor de posição. Ele fará o máximo para aumentar a rotação.
A regra da mão direita para o torque
Uma parte complicada de trabalhar com torque é que é calculado usando um produto vetorial. O torque está na direção da velocidade angular que seria produzida por ele; portanto, a mudança na velocidade angular está na direção do torque. Use a mão direita e enrole os dedos na direção de rotação causada pela força e o polegar apontará na direção do vetor de torque.
Torque líquido
No mundo real, você costuma ver mais de uma força atuando em um objeto para causar torque. O torque líquido é a soma dos torques individuais. No equilíbrio rotacional, não há torque líquido no objeto. Pode haver torques individuais, mas eles somam zero e se cancelam.
Fontes e leituras adicionais
- Giancoli, Douglas C. "Physics: Principles with Applications", 7a ed. Boston: Pearson, 2016.
- Walker, Jearl, David Halliday e Robert Resnick. "Fundamentals of Physics", 10a ed. Londres: John Wiley and Sons, 2014.