Torque e Momento Angular - Questões PDF

A unidade do torque, de acordo com o Sistema Internacional, é o Newton vezes metro (N.m). Por definição, quando um corpo é rotacionado no sentido horário, seu torque é negativo; no caso contrário, o torque aplicado sobre ele tem módulo positivo. Além disso, a direção e o sentido do vetor torque podem...

A unidade do torque, de acordo com o Sistema Internacional, é o Newton vezes metro (N.m). Por definição, quando um corpo é rotacionado no sentido horário, seu torque é negativo; no caso contrário, o torque aplicado sobre ele tem módulo positivo. Além disso, a direção e o sentido do vetor torque podem ser facilmente determinados por meio da regra da mão direita. Confira o esquema a seguir: Fórmula O módulo do torque pode ser calculado pelo produto da força, distância e pelo seno do ângulo que é formado entre essas duas grandezas: Produto vetorial "Na fórmula acima, θ é o ângulo formado entre o raio de rotação (r) e a força (F). No caso em que a força é aplicada com um ângulo de 90º em relação ao raio (r), o seno do ângulo é igual a 1. O raio (r) é determinado pela distância do ponto de aplicação até o eixo de rotação do corpo e também é conhecido como braço de alavanca. Quanto maior for o braço de alavanca de um corpo, mais fácil será rotacioná-lo. Torque e momento angular O torque é o agente dinâmico da rotação. Quando aplicamos um torque sobre algum corpo, esse corpo pode ganhar velocidade angular, passando a descrever um movimento de rotação. Dizemos que, quando um corpo está em rotação, ele apresenta momento angular. O momento angular é o análogo rotacional do momento linear, também conhecido como quantidade de movimento, por isso, podemos entender que o momento angular é a quantidade de movimento rotacional de um corpo ou sistema. Momento angular: É similar ao momento linear, mas multiplicado pelo “raio” do movimento circular: A quantidade de movimento da massa m, com velocidade v é Q = m.v. O momento angular é L = rxQ, negrito significando vetor, ou seja: L = r.m.v Lembrando a relação entre velocidade linear(v) e velocidade angular (ω): v=ωr Questões: Questão 2 (UFCE) Um automóvel se desloca em uma estrada horizontal com velocidade constante de modo tal que os seus pneus rolam sem qualquer deslizamento na pista. Cada pneu tem diâmetro D = 0,50 m, e um medidor colocado em um deles registra uma frequência de 840 rpm. A velocidade do automóvel é de: a) 3 π m/s b) 4 π m/s c) 5 π m/s d) 6 π m/s e) 7 π m/s Resposta LETRA “E” Para encontrar o valor da frequência em Hz, basta dividi-la por 60. Logo, f = 14 Hz. O raio do pneu é dado pela metade de seu diâmetro, portanto: R = 0,25 m Da relação entre velocidade linear e velocidade angular, temos: v=w.R  v = 2. π. f. R v = 2. π. 14. 0,25 v = 7 π m/s Questão 3 (UFPR) Um ponto em movimento circular uniforme descreve 15 voltas por segundo em uma circunferência de 8,0 cm de raio. A sua velocidade angular, o seu período e a sua velocidade linear são, respectivamente: a) 20 rad/s; (1/15) s; 280 π cm/s b) 30 rad/s; (1/10) s; 160 π cm/s c) 30 π rad/s; (1/15) s; 240 π cm/s d) 60 π rad/s; 15 s; 240 π cm/s e) 40 π rad/s; 15 s; 200 π cm/s