O torque é uma grandeza física que está relacionada com o movimento de rotação de um corpo extenso. Isto é, quando há a ação de um torque diferente de zero sobre um corpo, ele adquire a tendência a rotacionar. Ele aparece em diversas maquinas simples. Veja o que é, como calcular, exemplos e muito mais sobre esse tema.
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O que é o torque
O torque, que também é chamado momento de uma força, é uma grandeza física presente apenas em corpos extensos. Além disso, essa grandeza é a tendência de rotacionar que um corpo adquire ao ser submetido a uma força.
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O momento de uma força é uma grandeza vetorial. Isto é, ela possui intensidade, direção e sentido. Assim, no que diz respeito à sua intensidade, ela dependerá do raio de curvatura, da força aplicada e do ângulo entre elas. Sua unidade de medida, no Sistema Internacional de Unidades (SI) é Newton vezes metro. Ou seja, N·m. Já a direção e o sentido do vetor torque, devem ser orientados de modo que o momento de força esteja em uma direção perpendicular da força e do raio de rotação.
O símbolo para o cálculo do momento de uma força pode variar em diferentes livros e níveis de Ensino. Dessa forma, as duas maneiras mais comuns são:
Nesse caso, a letra grega é o tau, que pode ser confundido com a notação matemática para o trabalho. Já MF, denota o momento de uma força.
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Como calcular
O cálculo do momento de uma força pode ser feito usando o produto vetorial. Contudo, essa maneira exige noções de geometria analítica um pouco avançadas. Dessa maneira, de forma simplificada a fórmula é:
Em que:
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- τ: Torque ou momento de uma força (N·m).
- r: distância da aplicação da força até o centro de rotação (m)
- F: força aplicada (N)
- sen θ: projeção do ângulo entre r e F
Note que o torque terá seu valor máximo quando a força aplicada for totalmente perpendicular ao raio. De modo análogo, o valor será nulo caso a força e o raio sejam paralelas.
Torque X potência
O torque é a grandeza física responsável por colocar algum corpo extenso em rotação. Por sua vez, a potência é um ente físico que quantifica a energia cedida em uma unidade de tempo.
Essas duas grandezas podem se confundir. Principalmente no mundo automotivo. Dessa maneira, o torque é responsável por tirar um veículo do repouso. Já a potência é a maneira com a qual o motor transferirá energia para as rodas.
Torque e momento angular
Ao variar o momento de uma força em um determinado corpo, ele pode adquirir uma velocidade angular. Além disso, quando o corpo está em rotação, ele possui momento angular. Dessa forma, a relação entre o momento angular e torque é obtida pelo fato de que ambas grandezas possuem uma relação de dependência, em certos casos.
Exemplos de torque
A física está presente em nosso cotidiano. Isso não seria diferente com as grandezas da mecânica. Assim, veja cinco exemplos de torque:
- Maçaneta de portas: esses objetos ficam o mais distantes possível da dobradiça para que a força necessária para abrir a porta seja menor.
- Marchas da bicicleta: quanto menor for a coroa, maior será o torque produzido. Assim, maior será a força transmitida para as rodas
- Chaves: as chaves de fenda, de boca e afins são multiplicadores de torque. Quanto maior for o cabo, menor será a força necessária para realizar o serviço.
- Martelo: ao usar um martelo, a força necessária será muito menor se a mão estiver na extremidade oposta do objeto.
- Guidão: algumas modalidades de bicicleta possuem guidões grandes. Isso aumenta a alavanca e diminui a força necessária para realizar a manobra.
Além desses exemplos, existem diversos outros presentes em nosso cotidiano. Isto é, todo movimento de rotação está relacionado como momento de uma força.
Vídeos sobre torque
O estudo da dinâmica abrange diversas grandezas físicas. Por isso, é necessário saber muito sobre todas elas. No caso dos movimentos rotativos e da estática, é preciso conhecer muito bem os conceitos de momento de força. Assim, veja os vídeos selecionados sobre esse tema.
O efeito giroscópio
Os professores Cláudio Furukawa e Gil Marques mostram como o giroscópio se relaciona com as grandezas da rotação. Para isso, os docentes realizam uma série de experimentos. Além disso, em alguns casos, também acontece a demonstração experimental da conservação do momento de uma força e do momento angular.
Momento de força e alavancas
O professor Marcelo Boaro explica como o torque se relaciona com as alavancas. Para isso, o docente relembra os conceitos do movimento rotacional. Além disso, Boaro exemplifica cada um dos tipos de alavanca. Ao fim do vídeo, o professor resolve um exercício de aplicação.
Equilíbrio do corpo extenso
O estudo da estática é muito importante em diversas áreas do conhecimento. Por exemplo, na engenharia civil. Para iniciar os estudos desses conceitos, o professor Marcelo Boaro explica as condições de equilíbrio para um corpo extenso. Ao fim da videoaula, o docente resolve um exercício de aplicação.
O estudo do momento de uma força é muito comum em vestibulares e provas de grande escala. Por exemplo, o Enem. Além disso, esse conceito pode ser aplicado em várias áreas da física. Uma delas é a alavanca.
Referências
Física I: Mecânica (2016) – YOUNG, H. D. et al.n
Física: Volume 1 (2008) – HALLIDAY, D. et al.
Curso de Física Básica: Volume 1 (2014) – NUSSENZVEIG, H. D.
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. Torque. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/torque. Acesso em: 13 de February de 2025.
1. [Udesc]
Ao se fechar uma porta, aplica-se uma força na maçaneta para ela rotacionar em torno de um eixo fixo onde estão as dobradiças. Com relação ao movimento dessa porta, analise as proposições.
I. Quanto maior a distância perpendicular entre a maçaneta e as dobradiças, menos efetivo é o torque da força.
II. A unidade do torque da força no SI é o N.m, podendo também ser medida em Joule (J).
III. O torque da força depende da distância perpendicular entre a maçaneta e as dobradiças.
IV. Qualquer que seja a direção da força, o seu torque será não nulo, consequentemente, a porta rotacionará sempre.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa II é verdadeira.
b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
c) Somente a afirmativa IV é verdadeira.
d) Somente a afirmativa III é verdadeira.
e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
Alternativa correta: D
I: Errada: Quanto maior a distância entre a maçaneta e as dobradiças, maior e mais efetivo será o torque da força;
II: Errada: A unidade joule (J) destina-se à medição de quantidades de energia, portanto, jamais poderá ser utilizada para a determinação do torque;
III: Correta: A força que gera o torque deve ser aplicada perpendicularmente ao eixo de rotação (dobradiças);
IV: Errada: Se a força for paralela ao eixo de rotação (dobradiças), não haverá torque.
2. [Uece]
Uma gangorra em um parquinho infantil é ocupada por dois gêmeos idênticos e de mesma massa, Cosmo e Damião. Na brincadeira, enquanto um dos irmãos sobe em um dos acentos do brinquedo, o outro desce no outro acento. O brinquedo pode ser descrito como uma haste rígida, com um acento em cada extremidade, e livre para girar em um plano vertical em torno do ponto central. Considere os torques na haste da gangorra exercidos pelas forças peso de Cosmo (τc) e de Damião (τd), em relação ao ponto central. Na configuração em que Cosmo está na posição mais alta, é correto afirmar que
a) |τc| < |τd|.
b) |τc| = |τd|.
c) |τc| > |τd|.
d) |τc| >- |τd|.
Alternativa correta: B
Como as massas dos irmãos é a mesma e ambos estão à mesma distância do ponto de apoio, o torque de ambos será igual.