Explique o significado físico de:
d) Torque

Passo 1

O enunciado pede para explicar o significado físico de torque. O conteúdo envolve mecânica de rotações, em particular o conceito de momento de força (ou torque), e precisaremos usar produto vetorial e a segunda lei de Newton para movimentos de rotação.

Passo 2

Definimos o torque como um vetor dado pelo produto vetorial entre o vetor posição e a força aplicada. Se uma força \vec{F} age num ponto cuja posição, em relação a um ponto de referência (origem ou eixo de rotação), é \vec{r}, então
\vec{\tau} \;=\; \vec{r}\times \vec{F}\,.
A magnitude desse vetor é
\tau = r\,F\,\sin(\theta),
onde \theta é o ângulo entre \vec{r} e \vec{F}. A unidade de torque no SI é o newton-metro \mathrm{N\cdot m}.

Passo 3

Fisicamente, o torque mede a tendência que a força tem de causar rotação em torno do ponto de referência. Quanto maior o braço de alavanca r (a distância perpendicular até a linha de ação da força) ou maior a intensidade da força F, maior será o torque e mais fácil será girar o objeto. A direção de \vec{\tau} segue a regra da mão direita: se os dedos apontam de \vec{r} para \vec{F}, o polegar indica \vec{\tau}.

Passo 4

Na dinâmica de rotação, o torque resultante é análogo à força resultante na translação. A segunda lei de Newton para rotação afirma que o torque líquido gera aceleração angular:
\sum \vec{\tau} \;=\; I\,\vec{\alpha},
onde I é o momento de inércia do corpo e \vec{\alpha} a aceleração angular. Logo, o torque não só indica a tendência de girar, mas também quantifica a capacidade de produzir mudança no estado de rotação.

Resposta

O torque é o momento de força, dado por \vec{\tau} = \vec{r}\times \vec{F}, que mede a tendência de uma força provocar rotação em torno de um ponto ou eixo. Ele depende da magnitude da força, da distância ao eixo (braço de alavanca) e do ângulo entre força e posição, e seu efeito dinâmico é descrito por \sum \vec{\tau}=I\,\vec{\alpha}.

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