Torque e energia
8 de novembro, 2014 às 17:33 | Postado em Mecânica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Eu sempre soube que o torque não era uma força, até porque sua unidade está em N.m. Porém N.m não é, na verdade, um joule? Qual a diferença entre o torque e a energia? Seria o torque uma manifestação de energia?
A dimensão de trabalho e torque é a mesma, isto é, ambas as grandezas tem a mesma unidade de medida, qual seja [Torque] = [Trabalho] = N.m (no SI).
No entanto torque e trabalho são grandezas incomensuráveis (não comparáveis) pois conceitualmente a unidade de medida METRO no torque vem de um vetor posição e no trabalho vem de um vetor deslocamento (variação da posição). Adicionalmente trabalho é escalar e torque é vetor. Torque é, por definição, o produto VETORIAL da posição do ponto de aplicação de uma força pela força; trabalho é, por definição, o produto ESCALAR de uma força pelo deslocamento do ponto aplicação da força.
Torque surge no contexto da Estática mas aparece também na Dinâmica. O conceito de trabalho é estritamente dinâmico; na Estática, como não existem deslocamentos, não tem sentido falar em trabalho (exceto trabalhos virtuais).
É uma mera questão de conveniência não usar JOULE para medir torque. Na verdade é uma precaução a bem da clareza conceitual de que torque NÃO pode ser confundido com trabalho ou energia.
Existem outras grandezas para as quais se toma a mesma precaução a fim de evitar confusões. É o caso por exemplo da unidade de medida da potência resistiva, que sendo dado por VOLT vezes AMPÈRE é denominado WATT, e da potência reativa, que também é VOLT vezes AMPÈRE mas que convencionou-se chamar de VOLTAMPÈRE.
“Docendo discimus.” (Sêneca)
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Então por que quando calculamos a energia potencial de um dipolo, usamos a expressão
U = – W = – ∫ τ.dθ ?
Porque o produto τ.dθ é um diferencial de trabalho associado ao torque. Temos que integrar este produto para chegar à variação da energia eletrostática de um dipolo elétrico que muda de orientação em um campo elétrico externo.
Muito bom