🔩 Momento de uma Força (Torque)
A grandeza física que mede a tendência de uma força causar rotação em um corpo rígido
O momento de uma força, também conhecido como torque ou binário, é uma grandeza vetorial que descreve a tendência de uma força causar rotação em um objeto em torno de um eixo ou ponto de apoio. 🔄
📐 Fórmula Fundamental
Onde: τ = torque (N·m), F = força aplicada (N), d = distância ao eixo (m), θ = ângulo entre força e braço
📚 O que é Torque?
Torque é a medida da capacidade de uma força causar rotação em um corpo. Depende não apenas da intensidade da força, mas também da distância do ponto de aplicação ao eixo de rotação.
- Unidade SI: Newton-metro (N·m)
- Grandeza vetorial (tem direção e sentido)
- Símbolo: τ (letra grega tau) ou M
- Também chamado de momento de força
⚙️ Fatores Determinantes
O valor do torque depende de três fatores principais:
- Intensidade da Força (F): Quanto maior a força, maior o torque.
- Braço de Alavanca (d): Distância perpendicular do eixo ao ponto de aplicação da força.
- Ângulo de Aplicação (θ): O torque é máximo quando a força é perpendicular ao braço (θ = 90°).
⚖️ Sentido do Torque
O torque possui direção e sentido, determinados pela regra da mão direita:
- Torque positivo (+): Rotação no sentido anti-horário
- Torque negativo (-): Rotação no sentido horário
- Equilíbrio rotacional: Στ = 0 (soma dos torques é zero)
Para sistemas em equilíbrio, a soma dos torques no sentido horário iguala a soma no sentido anti-horário.
🧪 Exemplo Prático: Alavanca
Considere uma alavanca com um ponto de apoio (fulcro) no centro. Aplicamos forças em ambas as extremidades:
- Força F₁ = 20N à esquerda, a 1m do fulcro
- Força F₂ = 10N à direita, a 2m do fulcro
Calculando os torques:
τ₁ = F₁ × d₁ = 20N × 1m = 20 N·m (sentido horário)
τ₂ = F₂ × d₂ = 10N × 2m = 20 N·m (sentido anti-horário)
Como τ₁ = τ₂ em magnitude, mas com sentidos opostos, a alavanca está em equilíbrio rotacional.
Representação Visual
d₁ = 1m | d₂ = 2m
Ponto de apoio (fulcro) no centro
🛠️ Aplicações do Torque no Mundo Real
Ferramentas Manuais
Chaves, alavancas e catracas usam o princípio do torque para ampliar forças. Braços mais longos aumentam o torque.
Motores de Veículos
O torque do motor determina a capacidade de aceleração e força de tração de um veículo.
Maçanetas e Dobradiças
Maçanetas são posicionadas longe do eixo da porta para aumentar o torque com menor força.
Balancas e Gangorras
Equilíbrio alcançado quando torques em lados opostos são iguais em magnitude.
Biomecânica
Articulações do corpo humano funcionam como sistemas de alavanca, onde músculos geram torque.
Engenharia Civil
Cálculo de torques em vigas, estruturas e fundações para garantir estabilidade.
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