TORQUEProf. Daniel Almeida

Efeito de rotação das forçasMomento ou Torque da força: Grandeza física que pode causar uma rotação num

corpo, alterar a sua rotação ou evitar que ela ocorra.

O valor do momento de uma força, MF, calcula-se através do produto da intensidade

da força, F, pela distância, d, medida na perpendicular, entre a linha de ação da força

e o eixo de rotação. Esta distância chama-se braço da força.

MF = F · d . Senθ

FÍSICA, 1ª Série do Ensino MédioEstática e Torque

F3 F1

F2

fixo ou giro

.M F d

1) Força _________________ao braço da

alavanca produz momento máximo.

2) Força ____________ao braço da alavanca

não produz momento.

3) Força aplicada no ______________não

produz momento.

F1

F2

F3

Maior intensidade da força

Maior momento da força

Maior efeito de rotação

Maior braço

Maior momento da força

Maior efeito de rotação

Efeito de rotação das forças

Maior intensidade da força

Maior momento da força

Maior efeito de rotação

Maior braço

Maior momento da força

Maior efeito de rotação

Efeito de rotação das forças

Uma força de pequena intensidade pode ter o mesmo efeito rotativo que uma força

mais intensa, desde que seja aplicada a uma distância maior do eixo de rotação.

Os puxadores estão o mais afastados possível das dobradiças. Porquê?

O efeito de rotação de uma força é máximo quando a força atua perpendicularmente

ao eixo de rotação.

Os puxadores são colocados perpendicularmente às portas. Porquê?

d(A) > d(B)

d

(A)

d

(B)

Qual das forças produz maior efeito de rotação?

F1F2

F3

Torquímetros

Torquímetros são aparelhos usados para apertar parafusos que requerem um torque

exato. Os dentistas usam um aparelho semelhante, porém menor, para aparafusar a

base de um implante dentário.

Momento de uma força (torque)

• Unidade SI: N.m

• Pode-se usar também: N.cm ou Kgf.m

• Lembrando: 1kgf = 9,8 N

EXEMPLO: Ao extrair uma porca que prende a roda de um carro, um homem aplicaforças de intensidade de 4,0 N com as duas mãos numa chave de roda, mantendo asmãos a 50 cm uma da outra. Determine o momento aplicado pelo homem.

Solução

Dados: F = 4,0 N e d = 50 cm = 0,50 m

O momento do binário vale:

M = F . d = 4,0 . 0,50 M = + 2,0 N. m

F

-F(- )

( + )Anti-horário

Horário

Exemplo

Exemplo(FGV – SP) Em uma alavanca interfixa, uma força motriz de 2 unidades equilibra umaresistência de 50 unidades. O braço da força motriz mede 2,5 m; o comprimento dobraço da resistência é:

a) 5 m

b)0,1 m

c)1 m

d) 125 m

e) n.d.a.

Solução: Alternativa c.; Dados: Fm = 2 u e FR = 50 u

F m = 2 u F R = 50 u

2,5 m x

Sabendo para que ocorra equilíbrio, temos que ∑M = 0;

então: 2,5 . F m - x . F R = 0

2,5 . 2 = x . 50

x = 0,1 m

O somatório dos momentos de uma força

Suponha F1=100N, F2=20N e F3=50N. Em que sentido vai girar a barra?

Máquinas simplesUma saída para o esforço físico

e para a falta de agilidade!

Alavancas

Uma alavanca é uma máquina simples. Consiste numa barra rígida que gira em torno

de um eixo ou ponto fixo, o fulcro, na qual são aplicadas duas forças: a força que se

pretende vencer, a resistência, e a força que é necessário exercer para vencer a

primeira, a potência.

Esquema de uma Alavanca

Alavancas

Uma alavanca está em equilíbrio quando os momentos das duas forças, potente e

resistente, são iguais:

Quanto maior for o braço da força potente relativamente ao braço da força

resistente, menor será a intensidade da força potente a exercer para equilibrar a

alavanca.

Mresistência= Mpotência

F1 d1 = F2 d2

Alavancas

Eixo fixo

Força resistente

Força Potente

Quanto mais longe do eixo fixo

exercemos a força, mais

facilmente partimos a noz.

Alavancas e suas aplicações práticas

Em tarefas como:

Algumas máquinas simples

Elementos de uma alavanca

• Força motriz ou força potente = Fp ou Fforça aplicada em uma das extremidades

• Força resistente = Fr ou Rforça de resistência do objeto

• Ponto de apoio = A ou • Braço de potência = Bp

distância entre o ponto de apoio e a força potente• Braço de resistência =Br

distância entre o ponto de apoio e a força de resistência

Identificando os elementos de uma alavanca

Tipos de alavancas

Alavanca interfixa: ponto de apoio entre a potência e a resistência.

Tipos de alavancas

Alavanca interpotente: força potente entre o apoio e a resistência.

Tipos de alavancas

Alavanca inter-resistente: resistência entre o ponto de apoio e a força potente.

Tipos de alavancas

O antebraço é uma alavanca interpotente em que o fulcro está na articulação com oúmero (osso do cotovelo) e a força potente é exercida pelo bíceps.

Alavancas e suas aplicações práticas

Exercícios

Qual o valor da força potente (P) aplicada a

esta alavanca interfixa afim de se obter o

equilíbrio?

Bp = 2X (2. 1,20 = 2,40)

Fp = ?

BR = X (1,20)

FR = 20N

2X + X = 3,60

3X = 3,60

X=3,60/3

X=1,20m

BP . FP = BR . FR

2,40 . FP = 1,20 . 20

FP = 24 / 2,4

FP = 10N

Para levantar 500Kg, emprega-se uma alavanca de1,50m. O ponto de aplicação e o ponto de apoio distante0,30m. Qual a força que se deve aplicar na extremidadeda alavanca para erguer a pedra?

P=m.g

P=500.10

P=5000N

BP . FP = BR . FR

1,20 . FP = 0,30 . 5000

1,20. FP = 1500

FP=1500/1,20

FP = 1250N

É preciso erguer um peso de 1000kg por meiode uma alavanca; qual deve ser a força potente(P) , se os braços de alavanca são 1,20m para aforça potente (P) e 0,24m para a resistência?

FR . BR = BP . FP

10000 . 0,24 = 1,20 . FP

2400 = 1,20 FP

FP = 2400/ 1,2

FP = 2000 N

FIM