FREQUÊNCIA ANGULAR, TORQUE E INÉRCIA ROTACIONAL

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FREQUÊNCIA ANGULAR, TORQUE E INÉRCIA ROTACIONAL 
 
INTRODUÇÃO 
 
O estudo do movimento de rotação iniciou-se desde a época de Platão 
(429-348 a.C), que ministrava seus ensinamentos na Academia, que 
posteriormente tornou-se um dos modelos de instituição de ensino no 
Ocidente. O movimento de rotação dos corpos pode ser observado quando um 
objeto qualquer gira em torno de seu próprio eixo. 
A frequência angular (ω), que se relaciona a movimentos periódicos, é 
uma medida escalar da velocidade de rotação. A velocidade angular (ou 
frequência angular) mede a velocidade de deslocamento angular de um ponto 
num círculo, a sua unidade é o radiano por segundo (rad/s). 
De forma resumida, o torque pode ser definido como uma medida de 
força que faz com que um objeto realize um giro ao redor de um eixo. O torque 
é o que faz com que um objeto adquira aceleração angular e seu sentido 
depende do sentido da força no eixo. 
A inércia rotacional (I), propriedade de qualquer corpo que possa ser 
girado, consiste num valor escalar que determina a dificuldade de alterar a 
velocidade de rotação do corpo em torno de um eixo de rotação. Inércia 
rotacional desempenha um papel equivalente ao da massa na mecânica linear; 
a inércia de rotação depende da massa e da distribuição dessa massa em 
relação ao eixo de rotação. 
Um entendimento intuitivo sobre torque pode decorrer no simples ato 
de abrir uma porta. Quando uma pessoa abre uma porta, ela empurra o lado da 
porta para mais longe das dobradiças. Empurrando o lado da porta para mais 
perto das dobradiças necessita consideravelmente de mais força. Quanto mais 
longe do eixo de rotação da porta (a dobradiça), menos força é feita para girá-
la. O trabalho realizado é o mesmo nos dois casos (a maior força seria aplicada 
sob uma distância menor), mas as pessoas geralmente preferem aplicar menos 
força, então isso explica a posição usual de uma maçaneta. Nos dois casos, o 
responsável pela rotação na porta é torque. 
 
DEMONSTRAÇÃO EXPERIMENTAL 
 
Simulação virtual no site PhET do experimento “laboratório de equilíbrio”. 
 Com a gangorra inicialmente em equilíbrio, pode-se colocar um bloco numa 
ponta da tábua para observar o que acontece. 
 Depois se pode colocar outro bloco de mesma massa na outra ponta da 
tábua, à mesma distância do suporte que o primeiro bloco, e observa-se o 
que acontece. 
 Acrescentar, retirar e mudar de posição os blocos de diferentes massas e 
observar o que acontece em casa situação. 
 
Figura 1 - Gangorra 
 
(a) Gangorra em equilíbrio 
 
(b) Gangorra inclinada 
 
 
O experimento virtual consiste numa gangorra formada por uma tábua 
sobre um suporte, com medições numa régua, e alguns blocos de massas 
diferentes. Quando em equilíbrio, a tábua da gangorra fica parada 
horizontalmente em cima do suporte. Ela permanece equilibrada se tiver um 
bloco de cada lado, à mesma distância, cada um, do suporte. O equilíbrio é 
explicado pelas quantidades de torques em cada lado da tábua, que são iguais 
e, como são opostos (cada uma induz a tábua a girar para um sentido 
diferente), os torques se anulam. 
Paralelamente, pode-se analisar um bloco com uma massa de 20 kg de 
um lado e outro de 10 kg em outra ponta da tábua: as distâncias são as 
mesmas, mas o peso é maior do lado do bloco de 20 kg; por isso, a tábua gira 
para esse lado, pois produz um torque maior. A gangorra ficará em equilíbrio 
novamente se houver a mesma quantidade de torque em ambos os lados. 
Então, pode-se “colocar mais massa” no lado que contém menos ou empurrar 
o bloco de 20 kg em direção ao suporte para diminuir a distância, até que a 
gangorra fique equilibrada (quando a gangorra entrar em equilíbrio poderá 
observar que a distância do bloco de 20 kg ao eixo será igual à metade da 
distância do bloco de 10 kg no outro lado ao eixo). Pode-se concluir que para 
que a régua gire é importante tanto a ação de uma força sobre ela, como onde 
esta força é aplicada. 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de 
física: mecânica. 10. ed. Rio de Janeiro: Ltc, 2016. 1 v. 
 
KHAN ACADEMY (Brasil). Inércia rotacional. 2019. Disponível em: 
<https://pt.khanacademy.org/science/physics/torque-angular-
momentum/torque-tutorial/a/rotational-inertia>. Acesso em: 20 nov. 2021. 
 
KHAN ACADEMY (Brasil). Torque. 2019. Disponível em: 
<https://pt.khanacademy.org/science/physics/torque-angular-
momentum/torque-tutorial/a/rotational-inertia>. Acesso em: 20 nov. 2021. 
 
INFOESCOLA. Frequência angular. Disponível em: 
<https://www.infoescola.com/fisica/frequencia-angular/>. Acesso em: 28 set. 
2021. 
 
INFOESCOLA. Momento de Inércia. Disponível em: 
<https://www.infoescola.com/mecanica/momento-de-inercia/>. Acesso em: 28 
set. 2021. 
 
MASSARO, Tânia Cristina. UNICAMP. Estudo experimental de rotação, 
velocidade angular e momento de inércia no segundo grau. Disponível em: 
https://sites.ifi.unicamp.br/lunazzi/files/2014/04/TaniaC-
Dirceu_F609_RF2.pdf/>. Acesso em: 20 nov. 2021. 
 
 
https://sites.ifi.unicamp.br/lunazzi/files/2014/04/TaniaC-Dirceu_F609_RF2.pdf/
https://sites.ifi.unicamp.br/lunazzi/files/2014/04/TaniaC-Dirceu_F609_RF2.pdf/