Como calcular Torque Perpendicular a onde a força é aplicada

Em física, quanto torque exercida sobre um objeto depende de duas coisas: a força que você exerce, F- e a braço de alavanca. Também chamado momento# 8232-braço, o braço de alavanca é a distância perpendicular a partir do ponto de rotação para o ponto em que exercem a sua força e está relacionado com a distância a partir do eixo, r, de

é o ângulo entre a força e uma linha a partir do eixo para o ponto onde a força é aplicada.

Suponha que você está tentando abrir uma porta, como nos vários cenários na figura. Você sabe que se você empurrar na dobradiça, como no diagrama A, a porta não vai abertura se você empurrar no meio da porta, como no diagrama B, a porta será abertura, mas se você empurrar a borda da porta , como no diagrama C, a porta será aberta com mais facilidade.

Na figura, o braço de alavanca, eu, é a distância r da dobradiça para o ponto em que você exerce a sua força. O binário é o produto da intensidade da força perpendicular multiplicada pelo braço de alavanca. Ele tem um símbolo especial, a letra grega tau:

As unidades de torque são unidades de força multiplicada por unidades de distância, que são Newton-metros no sistema MKS (metro-quilograma-segundo) e libras-pé no sistema de foot-pound-segundo.

Por exemplo, o braço de alavanca na figura é a distância r (Porque este braço de alavanca é perpendicular à força), assim

Se você empurrar com uma força de 200 newtons e r é de 0,5 metros, o que é o torque que você vê na figura? No diagrama A, você empurra na dobradiça, de modo que a sua distância do ponto de pivô é zero, o que significa que o braço de alavanca é zero. Portanto, o valor do binário é zero. No Diagrama B, que exercem os 200 Newtons de força a uma distância de 0,5 metros perpendicular à charneira, assim

O valor do binário aqui é de 100 Newton-metros. Mas agora dar uma olhada no diagrama C. Você empurra com 200 newtons de força a uma distância de 2r perpendicular à charneira, o que faz com que o braço da alavanca 2r ou 1,0 metros, de modo a obter este binário:

Agora você tem 200 Nm de torque, porque você empurra em um ponto duas vezes mais longe do ponto de pivô. Em outras palavras, você dobra a magnitude do seu torque. Mas o que aconteceria se, digamos, a porta estava parcialmente aberta quando exerceu a sua força? Bem, você poderia calcular o torque facilmente, se você tem alavanca de braço maestria.