5 . Suponha que uma única força de 300   N seja exercida no quadro de uma bicicleta, conforme mostrado na Figura PO 10.5 . Considere o torque produzido por esta força em torno dos eixos perpendiculares ao plano da página e através de cada um dos pontos A a E , onde E é o centro de massa do quadro. Classifique os torques τ A ,   τ B ,   τ C ,   τ D   e   τ E do maior para o menor, observando que zero é maior que uma quantidade negativa. Se dois torques forem iguais, mostre esta igualdade em sua classificação.

Passo 1

Vem comigo que a gente resolve essa juntos!

Torque é basicamente dado por:

τ = F r s en ⁡ θ

Onde θ é o ângulo entre a linha de ação da força e a linha que liga essa linha até o eixo de rotação.

Vamos traçar essas linhas na nossa imagem, temos:

Como podemos ver todas as linhas que vão de um dos eixos até a linha de ação de força são perpendiculares a ela, menos no caso de C já que alinha de ação da força passa por ele.

Então θ para A , B ,   D e E é igual a 90 ° e para C é igual a zero. Com isso já podemos ver que o torque para C é zero e o que vai determinar qual torque é maior vai ser a distância entre os eixos e a linha de ação da força.

Passo 2

Olhando a figura temos as seguintes relações para as distâncias:

r A > r B = r D > r E

Com isso temos que:

τ A > τ B = τ D > τ E > τ C = 0

Resposta

τ A > τ B = τ D > τ E > τ C = 0

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