Uma porta de 2 m de altura e
de largura gira em torno de suas dobradiças. Uma força de 10 N é aplicada perpendicularmente a
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
é aplicada perpendicularmente ao plano da porta, a
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:
onde
é o braço de alavanca,
é a força e
é o ângulo entre
e
.
Passo 2
Aqui a força é perpendicular ao braço de alavanca, logo
e
. Logo
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
.
Não existe lei de conservação de torque; a quantidade conservada em sistemas sem torque resultante é o momento angular.
Não existe lei de conservação de torque; a quantidade conservada em sistemas sem torque resultante é o momento angular.