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1.Momento de uma força ou torque. Chama-se torque ou momento de uma força F aplicada num ponto P, em relação a um ponto O, o produto da intensidade F da força pela distância d do ponto O à linha de ação da força. Por convenção o momento pode ser positivo ou negativo. Adota-se o sinal(+) se a força F tende a girar o segmento OP em torno de O no sentido anti-horário e (-) no sentido horário. O ponto O é denominado pólo e a distancia d, o braço. A unidade de momento no sistema internacional (SI) é newton x metro(N.m). 1.1 Momento binário e binário equivalente. Binário: É um sistema constituído de duas forças de mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, cujas linhas de ação estão a uma certa distância d. a distância d chama-se braço do binário. Momento do binário: É a soma algébrica dos momentos das forças que o constituem. Assim, considerando um pólo O arbitrário e levando em conta a convenção de sinais, temos: Binário equivalente. Dois binários são ditos equivalentes se produzem o mesmo momento. O momento resultante de dois binários é obtido pela soma dos binários. Exemplo: Um binário atua nos dentes da engrenagem mostrada na figura. Substituindo esse binário por um equivalente, composto por um par de forças que atuam nos pontos A e B. 1.2 - Momento de uma força em relação a um eixo. O momento de uma força em relação a um ponto (eixo) é a grandeza física que dá uma medida da tendência de aquela força provocar rotação em torno de um ponto (eixo). O momento de uma força em relação a um ponto também pode ser denominadodetorque. Linha de ação de uma força Linha de ação de uma força é a reta que contém o vetor força (), como mostrado na figura abaixo. (Foto: Colégio Qi) Definição de Momento de uma força em relação a um eixo. O momento de uma força F→F→ em relação a um eixo é uma grandeza vetorial. O módulo do momento (M) é definido como sendo o produto do módulo da força (F) pela distância (d) entre a linha de ação da força e o eixo. M=F.d A unidade de momento de uma força no sistema internacional de unidades é N.m. Aplicação – A figura representa a força aplicada na vertical, sobre uma chave de boca, por um motorista de caminhão tentando desatarraxar uma das porcas que fixa uma roda. O ponto de aplicação da força dista 15 cm do centro da porca e o módulo da força máxima aplicada é F = 400 N. Nesta situação, suponha que o motorista está próximo de conseguir desatarraxar a porca. Em seguida, o motorista acopla uma extensão à chave de boca, de forma que o novo ponto de aplicação da força dista 75 cm do centro da porca. Calcule o novo valor do módulo da força, F’, em newtons, necessário para que o motorista novamente esteja próximo de desatarraxar a porca. Resposta: M = F.d Na primeira situação: M = 400 N × 15 cm = 6.000 N.cm Na segunda situação: 6.000 = F × 75 cm F = 80 N 1.3 Momento angular e linear. O momento linear (também chamado quantidade de movimento) de um corpo é definido como o produto da sua massa pela sua velocidade: Momento linear = quantidade de movimento A quantidade de movimento é uma grandeza vetorial que possui a mesma direção e o mesmosentido da velocidade. Sua unidade de medida no S.I é dado em kg.m/s.Obs: Não devemos confundir momento linear com momento (momento físico ou torque). Omomento físico é uma grandeza que representa a intensidade de uma força (F) aplicada a umsistema rotacional a uma determinada distância (d) de seu eixo, ou seja,M=F.d. Momento angular Uma das principais grandezas da Física é o momento angular. É a quantidade de movimento associado a um objeto que executa um movimento de rotação em torno de um ponto fixo, conforme mostra a figura 01. Figura 01: análise do momento angular de um objeto de massa m se movimentando em torno de um ponto fixo P É dado por:L = Q.d.senθ Onde : L é o momento angular; Q é a quantidade de movimento linear do corpo; Q é a quantidade de movimento linear do corpo; d é a distância do corpo à origem do referencial (ponto fixo); Senα é o seno do ângulo entre a força e o braço de alavanca d. Quando α é 90º sen.α = 1 então a equação se reduz a: L = Q.d ouL = m.v.d Mas d é o raio r de uma circunferência. Deste modo: L = m.v.r A velocidade v pode ser expressa em termos da velocidade angular ω: v = ω.r Então obtemos: L = m.ω.r² Existe uma grandeza física chamada de momento de inércia I que é dado por: I = m.r² De forma que podemos escrever: L = I.ω Este movimento pode ser em torno de seu próprio centro de massa, e para casos como este é importante conhecer o momento de inércia do respectivo corpo. É o caso de um pião que gira em torno de seu próprio eixo, ou do planeta Terra girando em torno de seu eixo imaginário. 1-1.1 https://www.infoescola.com/mecanica/momento-de-forca/ Acessado em 20/11/2017, às 17:10 1.2 http://educacao.globo.com/fisica/assunto/mecanica/momento-de-uma-forca-em-relacao-um-eixo.html Acessado em 20/11/2017, às 17:40 http://www.engbrasil.eng.br/pp/mt/aula12.pdf(Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues) Acessado em 24/11/2017, às 13:05 1.3 http://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Momento_linear Acessado em 20/11/2017, às 18:30 https://www.infoescola.com/mecanica/momento-angular/ Acessado em 24/11/2017, às 17:00 https://www.youtube.com/watch?v=_OeIABMzzeA Acessado em 20/11/2017, às 16:50 http://elisiofisica.blogspot.com.br/2010/09/momento-linear-exercicios-resolvidos.html Acessado em 24/11/2017, às 17:15 http://www.cronosquality.com/aulas/ms/ms03.pdf Acessado em 20/11/2017, às 16:00
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