A relação entre torque e aceleração angular é análoga à relação entre força e aceleração linear no movimento linear. Aqui está o colapso:
Segunda lei de Newton para movimento rotacional *
movimento linear: A força (f) é diretamente proporcional à massa (m) e à aceleração (a):
f =ma *
Movimento de rotação: O torque (τ) é diretamente proporcional ao momento de inércia (i) e aceleração angular (α):
τ =iα Conceitos -chave *
Torque (τ): A força de rotação que faz com que um objeto gire. É uma quantidade vetorial e é calculada como o produto da força aplicada e a distância perpendicular do eixo de rotação até o ponto em que a força é aplicada.
*
Momento da inércia (i): Uma medida da resistência de um objeto a mudanças em seu movimento rotacional. Depende da distribuição de massa do objeto e do eixo de rotação.
* Aceleração angular (α): A taxa de mudança de velocidade angular. Ele nos diz a rapidez com que a velocidade de rotação de um objeto está mudando.
Explicação A equação
τ =iα nos diz o seguinte:
*
Torque maior: Um torque maior produzirá uma maior aceleração angular. Isso significa que o objeto girará mais rápido.
*
Momento maior de inércia: Um momento maior de inércia requer mais torque para obter a mesma aceleração angular. Isso ocorre porque objetos com momentos maiores de inércia são mais resistentes a mudanças em seu movimento de rotação.
analogia Pense em empurrar uma caixa pesada no chão. A força que você aplica é análoga ao torque, e a massa da caixa é análoga ao momento de inércia do objeto. A aceleração da caixa é análoga à aceleração angular.
* Um empurrão forte (força grande) faz a caixa acelerar mais rapidamente.
* Uma caixa mais pesada (massa maior) requer uma força maior para produzir a mesma aceleração.
em resumo O torque é a causa da aceleração angular, assim como a força é a causa da aceleração linear. O momento de inércia de um objeto atua como uma medida de sua resistência à aceleração angular, semelhante à maneira como a massa atua como uma medida de resistência à aceleração linear.
