Usar cortador de unha, tesoura, alicate, trocar pneu do carro, fazer uma alavanca para levantar um corpo. Todas essas situações são embasadas pela teoria desta aula. Acompanhe.
Momento de uma força ou Torque
Considere a tábua da gangorra da figura a seguir. O eixo de rotação é fixo no centro da gangorra. A tábua está sendo empurrada pelas forças F1 e F2. Essas forças poderiam corresponder, por exemplo, às ações de duas crianças colocadas nas extremidades da tábua.
Se apenas a força F1 atuasse na tábua, provocaria uma rotação no sentido anti-horário. Por outro lado, se apenas a força F2 atuasse na tábua, a rotação teria sentido horário.
A grandeza física momento (torque) está relacionada à capacidade de uma força em produzir rotação em um corpo extenso. O momento de uma força pode ser determinado multiplicando-se o módulo da força pelo braço.
Momento de uma força
|M| = F . b
Braço de uma força (b) é a distância entre o eixo de rotação e a linha de ação da força.
A unidade de momento, no Sistema Internacional, é o newton multiplicado pelo metro:
[M] = N.m
Condições de equilíbrio de um corpo extenso rígido
Para que um corpo extenso permaneça em equilíbrio devem-se impor duas condições: equilíbrio de translação e equilíbrio de rotação.
Equilíbrio de translação
Para que um corpo extenso não sofra translação, ou seja, para que não saia do lugar, a soma vetorial das forças deve ser nula.
Equilíbrio de rotação
Para que um corpo extenso não sofre rotação, ou seja, não gire em torno de um eixo, o momento total no sentido horário deve cancelar o efeito do momento total no sentido anti-horário.
Exemplo de aplicação
Considere a barra rígida da figura a seguir. As forças F1, F2 , peso (P) e normal (N) são perpendiculares em relação à barra. As distâncias b1, b2 e b3 são os braços dessas forças F1, F2 e peso. O braço da normal é nulo.
Para que a barra permaneça em equilíbrio, devemos ter:
Equilíbrio de translação
FRESULTANTE = 0
N = F1 + F2 + P
Equilíbrio de rotação
Considerando que o braço da normal, nesse caso, é nulo, o momento da normal também será nulo.
A força F1 produz momento anti-horário e as forças peso e F2 produzem momentos horários. Para que a barra não gire o momento de F1 deve ser igual à soma do momento de F2 com o momento do peso.
F1 . b1 = F2 . b2 + P. b3
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