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Momento ou Torque de uma Força

Ao trocar o pneu de um carro utilizamos uma chave (chave de rodas em formato de L) que, em contato com a porca que prende a roda e estando sob a ação da força aplicada por nós (força resultante/decomposição deve ser perpendicular ao braço da chave), produz a rotação da porca, permitindo-nos a retirada da roda e a troca do pneu.

A retirada da porca com a chave citada torna-se mais fácil à medida que aumentamos o “braço” da chave, exigindo-nos menor quantidade de força para que possamos executar um mesmo trabalho.

Ações que executamos no cotidiano, como abrir uma porta, trocar o pneu de um carro utilizando uma “chave de rodas”, dentre outras circunstâncias, exigirá de nós menor quantidade de força se o braço da “alavanca” for aumentado.

A grandeza física associada ao movimento de rotação de um determinado corpo em razão da ação de uma força é denominada torque, ou seja, o torque é definido como o produto da força f aplicada em relação a um determinado ponto (polo) pela distância que separa o ponto de aplicação dessa força ao ponto (polo).
Interpretaremos a expressão matemática T = F.d na qual T será positivo se a rotação ocorrer no sentido horário, pois se ocorrer no anti-horário, será negativo. A partir da figura 1.

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A alavanca será rotacionada em virtude da aplicação da força F.

Eis o conceito que justifica o motivo da maçaneta da porta de sua casa ficar longe da dobradiça (polo), pois se estivesse próxima necessitaríamos de mais força para abri-la ou fechá-la.
Caso ainda tenha dúvida acerca das aplicações desta grandeza; tente abrir uma porteira aplicando a força bem próxima das dobradiças e verá o resultado.

Publicado por: Frederico Borges de Almeida
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Lista de Exercícios

Questão 1

(IF-GO) O móbile é um modelo abstrato que tem peças móveis, impulsionadas por motores ou pela força natural das correntes de ar. Suas partes giratórias criam uma experiência visual de dimensões e formas em constante equilíbrio. O móbile foi inicialmente sugerido por Marcel Duchamp para uma exibição de 1932, em Paris, sobre certas obras de Alexander Calder, que se converteu no maior exponente da escultura móbile. A origem latina do termo móbile remete à ideia de "móbil", "movimento". A figura a seguir representa um tipo de móbile.

Para que o equilíbrio do móbile ocorra, é necessário e suficiente que

a) as massas penduradas nas extremidades de cada haste sejam iguais.

b) a força resultante e o torque sobre cada uma das hastes sejam nulos.

c) a força resultante sobre cada haste seja nula.

d) o torque jamais seja nulo.

e) haja conservação da energia mecânica.

Questão 2

(FCM-PB) O guindaste (também chamado de grua e, nos navios, pau de carga) é um equipamento utilizado para a elevação e a movimentação de cargas e materiais pesados, assim como a ponte rolante a partir do princípio da física no qual uma ou mais máquinas simples criam vantagem mecânica para mover cargas além da capacidade humana. São comumente empregados nas indústrias, terminais portuários e aeroportuários, onde se exige grande mobilidade no manuseio de cargas e transporte de uma fonte primária à embarcação, trem ou elemento de transporte primário, ou mesmo avião, para uma fonte secundária, um veículo de transportes ou depósitos locais. Podem descarregar e carregar contêineres, organizar material pesado em grandes depósitos, movimentação de cargas pesadas na construção civil e as conhecidas pontes rolantes ou guindastes móveis muito utilizados nas indústrias de laminação e motores pesados.

Um aluno, de posse de um simulador, projeta a Grua acima com as seguintes características: o braço maior da Grua tem comprimento de 16 metros, o braço menor, 4 m; o contrapeso na extremidade do braço menor tem uma massa equivalente a 0,5 toneladas, cujo centro de massa coincide com a extremidade do braço menor. A barra horizontal possui massa de 200 kg, uniformemente distribuída, e a barra vertical está rigidamente fixada. De acordo com o projeto acima descrito, qual o peso máximo que essa Grua poderá levantar sem tombar?

a) 2000N

b) 1500N

c) 1000N

d) 50N

e) 500N

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