O torque é uma força exercida sobre um objeto; essa força tende a fazer com que o objeto mude sua velocidade de rotação. Um carro depende do torque para parar. As pastilhas de freio exercem uma força de fricção nas rodas, o que cria um torque no eixo principal. Essa força impede a direção de rotação atual do eixo, interrompendo, assim, o movimento para a frente do carro.

Passos

Desenhe um diagrama de corpo livre. Um diagrama de corpo livre isola um objeto e substitui todos os objetos externos por forças vetoriais ou de torção. Isso permite somar forças e determinar a força e o torque líquidos que atuam em um objeto.

Mostre todas as forças que atuam no veículo quando o motorista começa a frear. Há a força descendente da gravidade, e há também a força ascendente exercida pela estrada. Essas duas forças são iguais e opostas, então elas se anulam mutuamente. A força restante é a força de atrito exercida pela estrada, que age horizontalmente na direção oposta ao movimento do veículo. Por exemplo, suponha que você esteja analisando um jipe ​​de 2.000 kg que acabou de começar a frear. Seu diagrama mostraria duas forças verticais iguais e opostas de 19.620 Newtons, que somam zero, e alguma força horizontal indeterminada.

Determine a força horizontal da estrada usando a segunda lei de Newton - a força em um objeto é igual a sua massa vezes sua aceleração. Você presumivelmente sabe ou pode obter o peso do veículo das especificações do fabricante, mas precisará calcular a taxa de desaceleração. Uma das maneiras mais simples de fazer isso é assumir uma taxa média de desaceleração desde o momento em que os freios são aplicados pela primeira vez, até o ponto de liberação. A desaceleração é então a mudança total na velocidade dividida pelo tempo decorrido durante o processo de frenagem. Se o Jeep passasse de uma velocidade de 20 metros por segundo para 0 metros por segundo em 5 segundos, sua desaceleração média seria de 4 metros por segundo por segundo. A força necessária para causar essa desaceleração é igual a 2.000 kg * 4 m /s /s, o que equivale a 8.000 Newtons.

Calcule o torque que a força da estrada causa em relação ao eixo. Porque o torque é igual a força vezes a sua distância do ponto de rotação, o torque é igual à força da estrada vezes o raio da roda. A força da estrada é a reação de torção igual e oposta causada pelos freios, então o torque de frenagem é igual em magnitude e oposto em direção ao torque exercido pela estrada. Se a roda do Jeep tiver um raio de 0,25 metros, o torque de frenagem equivale a 8.000 N * 0,25 m, ou 2.000 Newton-metros.

TL; DR (muito longo; não lidos)

Você pode ficar confuso com o fato de que existem várias rodas, e o veículo distribuirá uma certa quantidade de peso sobre cada uma delas. No entanto, o torque total ainda depende apenas da quantidade de força horizontal necessária para parar o veículo. Se houver pastilhas de freio dianteiras e traseiras e você quiser saber o torque exercido por cada conjunto, você pode estimar que cada conjunto contribui com uma metade do torque total.