Professor Rafael Rodrigues recebendo os relatórios e as listas de exercícios dos estudantes dos cursos de matemática e química da disciplina de Física Geral e Experimental I da UFCG, campus Cuité-PB.
Torque
O torque, 𝛕, é definido pelo produto vetorial do vetor posição com uma força externa. O vetor posição tem origem no eixo de rotação e a extremidada no ponto de aplicação de uma força externa.
|𝛕|=|r||F|sen(𝛉),
com 𝛉 sendo o ângulo entre os vetores r e F. Ambos vetores são perpendicaulares ao torque.
Note que se a força externa for aplicada na mesma direção do vetor posição, o torque será nulo. De fato, da definição, obtemos:
Se 𝛉=0⇔sen(0)=0, então, |𝛕|=|r||F|sen(0)=0.
Isso acontece quando você está tirando a roda de um carro, usando a chave de roda e você aplica uma força externa na direção da chave, o torque será nulo e o parafuso continuará apertando a roda.
O torque pode ser escrito em termos do momento de inércia I, ou seja,
𝛕=I⍺,
com ⍺ sendo a aceleração angular, igual a derivada da velocidade angular em relação ao tempo.
O momento angular fornece o momento linear, em um movimento de rotação, ou seja,
p=mv
é o momento linear. Sendo m a massa e v o vetor velocidade linear.
Momento angular
|L|=|r||p|sen(𝛉),
com 𝛉 sendo o ângulo entre os vetores r e p.
O momento angular pode ser escrito em termos do momento de inércia, , multiplcado pela velocidade angular 𝞈.
L=I 𝞈.
O momento de inércia de uma barra fina com massa M e comprimento L, em relação a um eixo perpendicular a barra, torna-se
I=ML2/12.
Momento de inércia de um anel de massa M, em relação a um eixo que passa por um certo ponto, I=MR^2/2, com R sendo R o raio.
Se for em relação à um eixo que passa perpendicular ao centro do anel,
I=MR2.
Enquanto a velocidade linear é diferente para diferentes pedaços de um corpo rígido, a velocidade cidade é sempre a mesma
O teorema do torque e o momento Angular mostra que o torque é uma medida da taxa de variação no tempo do momento angular.
Momento angular na prática. Quando você está em uma cadeira giratória, jogando pião ou em uma bicicleta. Quanto maior a velocidade maior o momento angular e mais fácil de você equilibrar em uma bicicleta.
Segue um vídeo sobre as leis de conservação das grandezas Físicas Vetoriais Torque e momento angular em 3 dimensões. Ambos vetores são devidos ao movimento de rotação em torno de um eixo pou de um porto.
Veja o vídeo.
Componentes e o módulo do vetor momento angular orbital.
Blog rafaelrag
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