O comprimento do braço de um pedal de uma bicicleta é de 0.147 m , e uma força de 128 N é aplicada ao pedal pelo ciclista, sempre na vertical. Qual é o módulo, em N.m, do torque em relação ao eixo do braço do pedal quando o braço faz um ângulo com a vertical de
(noventa graus)?
Passo 1
O enunciado diz que o braço do pedal tem comprimento
m e que o ciclista aplica uma força vertical de magnitude
N. Ele pede o módulo do torque (ou momento da força) em relação ao eixo do pedal quando o braço forma
com a vertical. O conteúdo aqui é momento de força, definido pelo produto vetorial entre o vetor posição
e a força
.
Passo 2
O módulo do torque é dado por
onde
é o ângulo entre o vetor posição
(do eixo até o ponto de aplicação da força) e o vetor força
.
Passo 3
Quando o braço faz
com a vertical, ele está na horizontal, e a força é vertical. Portanto o ângulo entre
e
é
Passo 4
Substituindo os valores em
temos
Resposta
O módulo do torque é aproximadamente