Fisica I Torque

Torque
Abrimos uma porta com dificuldade aplicando uma força a certa distância do eixo de rotação, ou seja, do eixo que passa pelas dobradiças. Abrimos a mesma porta com dificuldade menor aplicando a mesma força a uma distância maior do eixo de rotação. Assim, o efeito de abrir a porta depende não apenas do módulo da força aplicada, mas também da distância entre o ponto A, de aplicação da força, e o ponto
B, no eixo de rotação da porta (Fig.26). Além disso, é efetiva apenas a componente da força perpendicular ao plano da porta. Em outras palavras, tanto menor é a dificuldade para abrir a porta quanto mais próximos de 90o forem os ângulos α, entre o raio de giro e a direção da força aplicada, e β, entre o eixo de rotação e a força aplicada.
O torque é a grandeza física que inclui o módulo, a direção e o sentido da força aplicada e também a distância do ponto de aplicação até o eixo. É essa grandeza que governa o movimento de rotação de um corpo extenso do mesmo modo que a força é a grandeza que governa o movimento de translação.

Definimos o torque de uma força F em relação ao ponto O por: τ = r ×F

Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria

em que o vetor r vai do ponto O até o ponto de aplicação da força (Fig.27(a)) e o símbolo r x F representa o produto vetorial dos vetores r e F. Assim, pela definição do produto vetorial, o vetor τ tem módulo: τ = r F senθ direção perpendicular ao plano dos vetores r e F e sentido dado pela regra da mão direita: com os dedos da mão direita ao longo do vetor r e girados ao encontro do vetor
F, o polegar aponta o sentido do vetor τ.
A Fig.27(b) mostra que podemos pensar no módulo do torque como o produto do módulo de r pela componente de F perpendicular à direção de r: τ = r (F sen θ) ou como o produto do módulo de F pela componente de r perpendicular à direção de
F:
τ = F (r sen θ)

Exemplo

Consideremos uma barra de comprimento L, imóvel num dado referencial,