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Exercícios sobre torque

Exercícios de Física

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre o torque, uma grandeza vetorial que resulta do produto entre a força aplicada perpendicularmente em um ponto e a distância da força ao eixo de rotação. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(Mackenzie-SP)

Uma cancela manual é constituída de uma barra homogênea AB de comprimento L = 2,40 m e massa M = 10,0 kg e está articulada no ponto O, onde o atrito é desprezível. A força F tem direção vertical e sentido descendente, como mostra a figura acima. Considerando a aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2, a intensidade da força mínima que se deve aplicar em A para iniciar o movimento de subida da cancela é:

a) 150 N

b) 175 N

c) 200 N

d) 125 N

e) 100 N

questão 2

(Udesc) Ao se fechar uma porta, aplica-se uma força na maçaneta para ela rotacionar em torno de um eixo fixo onde estão as dobradiças. Com relação ao movimento dessa porta, analise as proposições.

I. Quanto maior a distância perpendicular entre a maçaneta e as dobradiças, menos efetivo é o torque da força.

II. A unidade do torque da força no SI é o N.m, podendo também ser medida em Joule (J).

III. O torque da força depende da distância perpendicular entre a maçaneta e as dobradiças.

IV. Qualquer que seja a direção da força, o seu torque será não nulo, consequentemente, a porta rotacionará sempre.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa II é verdadeira.

b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

c) Somente a afirmativa IV é verdadeira.

d) Somente a afirmativa III é verdadeira.

e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

questão 3

Dois garotos estão sobre uma gangorra que se encontra em uma praça. Um dos garotos tem massa de 50 kg e está a 1,5 m do centro do brinquedo. Sabendo que a massa do segundo garoto é de 62,5 kg, determine a distância entre ele e o centro da gangorra para que o brinquedo permaneça equilibrado na posição vertical.

a) 1,2

b) 2,0

c) 1,5

d) 0,8

e) 1,0

questão 4

Leia as afirmações a seguir:

I – O torque é uma grandeza escalar que possui unidade de medida, definida pelo Sistema Internacional de Unidades, N.m;

II – A força que gera o torque deverá ser aplicada perpendicularmente em relação ao eixo de rotação;

III – Mesmo que a resultante do torque gerado por forças distintas não seja nula, haverá equilíbrio;

IV – A posição ideal para a instalação de maçanetas é no extremo oposto em relação às dobradiças. Nessa posição, a força necessária para girar a porta será a menor possível.

Está correto o que se afirma em:

a) I

b) I e II

c) III e IV

d) II e IV

e) II, III e IV

respostas
Questão 1

Letra C

Pelo fato de a barra ser homogênea, podemos afirmar que o seu peso está concentrado em seu centro. Sendo assim, teremos:

Para que o equilíbrio seja mantido, o torque gerado pela força F, no sentido anti-horário, deve ser exatamente igual ao torque gerado pela força peso, no sentido horário.

τF = τPESO

F . 0,4 = P. 0,8

F . 0,4 = m.g.0,8

F . 0,4 = 10 . 10 . 0,8

F = 80 ÷ 0,4

F = 200 N

A força de 200 N mantém a cancela em equilíbrio, portanto, qualquer força maior que 200 N fará o sistema rotacionar.

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Questão 2

Letra D

I: Errada: Quanto maior a distância entre a maçaneta e as dobradiças, maior e mais efetivo será o torque da força;

II: Errada: A unidade joule (J) destina-se à medição de quantidades de energia, portanto, jamais poderá ser utilizada para a determinação do torque;

III: Correta: A força que gera o torque deve ser aplicada perpendicularmente ao eixo de rotação (dobradiças);

IV: Errada: Se a força for paralela ao eixo de rotação (dobradiças), não haverá torque.

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Questão 3

Letra A

Para que exista o equilíbrio, o torque gerado pelo peso de cada um dos garotos deve ser o mesmo. Sendo assim, podemos escrever:

τGAROTO 1 = τGAROTO 2

P1.x = P2. 1,5

62,5 . 10 . x = 50 . 10 . 1,5

625.x = 750

x = 1,2 m.

O garoto mais pesado está a 1,2 m do centro da gangorra.

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Questão 4

Letra D

I: Errada – O torque é uma grandeza vetorial;

II: Correta;

III: Errada – Uma das condições de equilíbrio é que a soma dos torques gerados no sistema seja nula;

IV: Correta – Quanto maior a distância em relação ao eixo de rotação, menor será a força necessária para a rotação de um sistema.

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