TORQUE Prof. Daniel Almeida

FÍSICA, 1ª Série do Ensino Médio Estática e Torque Efeito de rotação das forças Momento ou Torque da força: Grandeza física que pode causar uma rotação num corpo, alterar a sua rotação ou evitar que ela ocorra. M F = F d. Senθ O valor do momento de uma força, M F, 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.

F 3 F 1 F 2 M F. d fixo ou giro F 1 1) Força ao braço da alavanca produz momento máximo. 2) Força ao F 2 braço da alavanca não produz momento. 3) Força aplicada no não F 3 produz momento.

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

Os puxadores estão o mais afastados possível das dobradiças. Porquê? 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 são colocados perpendicularmente às portas. Porquê? (A) (B) d d d (A) > d (B) O efeito de rotação de uma força é máximo quando a força atua perpendicularmente ao eixo de rotação.

F 1 F 2 F 3 Qual das forças produz maior efeito de rotação?

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 aplica forças de intensidade de 4,0 N com as duas mãos numa chave de roda, mantendo as mãos 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 ( + )Anti-horário -F (- ) Horário

Exemplo

Exemplo (FGV SP) Em uma alavanca interfixa, uma força motriz de 2 unidades equilibra uma resistência de 50 unidades. O braço da força motriz mede 2,5 m; o comprimento do braço 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 2,5 m x F m = 2 u F R = 50 u 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

Suponha F 1 =100N, F 2 =20N e F 3 =50N. Em que sentido vai girar a barra? O somatório dos momentos de uma força

Máquinas simples Uma 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: M resistência = M potência F 1 d 1 = F 2 d 2 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.

Alavancas

Alavancas e suas aplicações práticas Força resistente Força Potente Eixo fixo Quanto mais longe do eixo fixo exercemos a força, mais facilmente partimos a noz.

Em tarefas como:

Algumas máquinas simples

Elementos de uma alavanca Força motriz ou força potente = Fp ou F força aplicada em uma das extremidades Força resistente = Fr ou R força 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 o úmero (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 de 1,50m. O ponto de aplicação e o ponto de apoio distante 0,30m. Qual a força que se deve aplicar na extremidade da 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 meio de uma alavanca; qual deve ser a força potente (P), se os braços de alavanca são 1,20m para a força 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