Uma bicicleta apoiada num suporte tem sua roda traseira livre para girar. A corrente da bicicleta exerce uma forga constante de 18 Newtons sobre a catraca traseira de 7 cm de raio. Considere a catraca presa à roda, sendo a roda um aro com
e
e
.
(a) Encontre o torque que a corrente exerce sobre a catraca.
(a) Encontre o torque que a corrente exerce sobre a catraca.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de Física, mais especificamente de estática e dinâmica rotacional. A situação é a seguinte: uma bicicleta está apoiada num suporte, e a roda traseira pode girar livremente. A corrente da bike está puxando com uma força constante de 18 Newtons numa catraca que tem raio de 7 cm. A catraca está ligada à roda, que é considerada um aro com momento de inércia
, onde
e
. A gente precisa descobrir qual é o torque que a corrente exerce sobre a catraca.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é torque. Torque é uma medida de quanto uma força está causando uma rotação. Basicamente, é o efeito que uma força tem para girar um objeto em torno de um ponto. A fórmula para calcular o torque (
) é:
Onde:
-
é a força aplicada, -
é a distância do ponto de aplicação da força até o eixo de rotação (o raio).
No nosso caso, a força que a corrente exerce é de 18 N e o raio da catraca é de 7 cm. Mas precisamos converter o raio para metros para manter as unidades consistentes no Sistema Internacional.
Agora, aplicando na fórmula:
Passo 3
Vamos calcular o valor:
Então, o torque que a corrente exerce sobre a catraca é de 1,26 Newton-metros.
Resposta
O torque que a corrente exerce sobre a catraca é de 1,26 N·m.