Uma porta de 2 m de altura e 0,8 m de largura gira em torno de suas dobradiças. Uma força de 10 N é aplicada perpendicularmente a 0,8 m da dobradiça.
  • Qual o torque aplicado?
  • Se não houver atrito, o torque é conservado?

Passo 1

O enunciado descreve uma porta que gira em torno de dobradiças (eixo fixo) e sobre a qual uma força de 10 N é aplicada perpendicularmente ao plano da porta, a 0,8 m da linha das dobradiças. O conteúdo é o cálculo de torque (momento de força) e a questão sobre “conservação” de torque. Para resolver precisamos da definição de torque:
tau = r , F ,sintheta,
onde r é o braço de alavanca, F é a força e theta é o ângulo entre vec r e vec F.

Passo 2

Aqui a força é perpendicular ao braço de alavanca, logo theta=90^circ e sintheta=1. Logo
tau = r,F = (0,8 m),(10 N) = 8 Ncdot m

Passo 3

Não existe, em mecânica clássica, uma lei de “conservação de torque” análoga à conservação de energia ou de momento angular. O que ocorre é o seguinte: se não há atrito, não há perda de torque por dissipação, mas torque não é uma quantidade que se conserva ao longo do tempo; o que se conserva (quando o torque resultante é nulo) é o momento angular.

Resposta

O torque aplicado é 8 Ncdot m.
Não existe lei de conservação de torque; a quantidade conservada em sistemas sem torque resultante é o momento angular.

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