Contoh soal Torsi - Ilmu Pengetahuan

10 Preguntas de exemplo sobre o par de torsión

1. A masa da vara AB pódese ignorar. Se F_R é a resultante das tres forzas F₁, F₂ e F₃, entón a magnitude da forza F₂ e a distancia x é…

A. 50 N cara abaixo e 0,5 m á esquerda de A Exemplo de torque Pregunta 1

B. 50 N cara arriba e 0,5 m á dereita de A

C. 50 N cara arriba e 0,75 m á esquerda de A

D. 50 N cara abaixo e 0,75 m á dereita de A

E. 50 N cara arriba e 0,2 m á dereita de A

Discusión

Sábese que:

Forza resultante (F_R) = 40 N

F₁ = 10 N

F₃ = 20 N

Preguntou: A magnitude da forza F₂ e distancia x

Resposta:

Calcula a magnitude da forza F₂:

Gaya A forza que se dirixe cara arriba é positiva, a forza que se dirixe cara abaixo é negativa.

ΣF = 0 (a vara está parada e non se move)

- F_R +F₁ +F₂ - F₃ = 0

– 40 + 10 + F₂- 20 = 0

– 30 + F₂- 20 = 0

– 50 + F₂= 0

F₂= 50 Newton, é positivo porque a dirección da forza é cara arriba.

Calcula a distancia x:

Escolla o punto A como eixo de rotación.

τ₁=F₁ l₁ = (10 N)(1 m) = 10 Nm

O par 1 é positivo porque fai que a rotación da vara AB sexa en sentido antihorario.

τ₂=F₂ x = (50)(x) = 50x Nm

O par 1 é positivo porque fai que a rotación da vara AB sexa en sentido antihorario.

τ₃=F₃ x = (20 N)(1,75 m) = -35 Nm

O par 1 é negativo porque provoca a rotación da vara AB no mesmo sentido que a rotación no sentido horario.

Par de torsión resultante:

Στ = 0 (a vara está quieta e non xira)

10 + 50x – 35 = 0

50x - 25 = 0

50x = 25

x = 25/50

x = 0,5 metros

A resposta correcta é B.

2. Estilo F₁, F₂, F₃e F₄traballa na vara ABCD como se mostra na imaxe! Se se ignora a masa da vara, entón o valor de momento de estilo cara ao punto A é...

A. 15 Nm Exemplo de torque Pregunta 2

B. 18 Nm

C. 35 Nm

D. 53 Nm

E. 68 Nm

Discusión

O eixo de rotación é o punto A.

Sábese que:

Estilo F₁= 10 N, brazo de forza l₁ = 0

Estilo F₂= 4 N, brazo de forza l₂ = 2 metro

Estilo F₃= 5 N, brazo de forza l₃ = 3 metro

Estilo F₄= 10 N, brazo de forza l₄ = 6 metro

Preguntou: Momento de forza arredor do punto A

Resposta:

Momento da forza 1 (τ₁) = F₁ l₁ = (10)(0) =

Momento da forza 2 (τ₂) = F₂ l₂ = (4)(2) = -8 Nm

Momento da forza 3 (τ₃) = F₃ l₃ = (5)(3) = 15 Nm

Momento da forza 4 (τ₄) = F₄ l₄ = (10)(6) = -60 Nm

O momento da forza é positivo se a forza fai que a vara xire en sentido antihorario.

O momento da forza é negativo se a forza fai que a vara xire no sentido das agullas do reloxo.

Momento resultante da forza:

τ = 0 – 8 Nm + 15 Nm – 60 Nm

τ = -68 Nm + 15 Nm

τ = -53 Nm

Un signo negativo significa que a vara xira no sentido das agullas do reloxo.

A resposta correcta é D.

3. Unha vara cuxa masa se despreza vese afectada por tres forzas F_A =F_C = 10 N e F_B = 20 N como se mostra na imaxe. Se a distancia AB = BC = 20 cm, entón a magnitude do momento da forza arredor do punto C é…

A. 0 Nm Exemplo de torque Pregunta 3

B. 1 Nm

C. 4 Nm

D. 6 Nm

E. 8 Nm

Discusión

É coñecido :

Eixo rotación situado no punto C.

A distancia entre F_A e o eixo de rotación (r_AC) = 40 cm = 0,4 metros

A distancia entre F_B e o eixo de rotación (r_BC) = 20 cm = 0,2 metros

A distancia entre F_C e o eixo de rotación (r_CC) = 0 centímetros

F_A = 10 Newtons

F_B = 20 Newtons

F_C = 10 Newtons

Preguntado/a Momento resultante da forza se a vara xira sobre o eixo en C

Jawab :

Calcula o momento da forza producido por cada forza.

Momento de forza A

Στ_A= (F_A)(r_AC sen 90^o) = (10 N)(0,4 m)(1) = -4 Nm

LER TAMÉN Por que están as nubes a grandes altitudes e poden descender ás ladeiras das montañas ou aos outeiros durante a estación das chuvias?

O momento da forza A é negativo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza A é no sentido das agullas do reloxo.

Momento da forza B

Στ_B = (F_B)(r_BC sen 90^o) = (20 N)(0,2 m)(1) = 4 Nm

O momento da forza B é positivo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza B é en sentido antihorario.

Momento de forza C

Στ_C= (F_C)(r_CC sen 90^o) = (10 N)(0)(1) = 0

O momento da forza C está marcado cun valor de 0 debido á forza F._C coincide co eixo de rotación

Momento resultante da forza

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -4 + 4 + 0

Στ = 0 Nm

A resposta correcta é A.

4. Un pau de 50 cm de longo está sometido a tres forzas de igual magnitude, como se mostra na seguinte figura. Se o pau xira arredor do punto de pivote no punto C, a magnitude do momento total da forza é...

A. 1 Nm Exemplo de torque Pregunta 4

B. 3 Nm

C. 4 Nm

D. 5 Nm

E. 6 Nm

Discusión

É coñecido :

O eixo de rotación está situado no punto C.

A distancia entre F₁ e o eixo de rotación (r₁) = 30 cm = 0,3 metros

A distancia entre F₂ e o eixo de rotación (r₂) = 10 cm = 0,1 metros

A distancia entre F₃ e o eixo de rotación (r₃) = 20 cm = 0,2 metros

F₁ = 10 Newtons

F₂ = 10 Newtons

F₃ = 10 Newtons

Preguntado/a Momento resultante da forza se a vara xira sobre o eixo en C

Jawab :

Calcula o momento da forza producido por cada forza.

Momento de forza 1

Στ₁ = (F₁)(r₁ sen 90^o) = (10 N)(0,3 m)(1) = -3 Nm

O momento da forza 1 é negativo porque a dirección de rotación da vara causada polo momento da forza 1 é na mesma dirección que a rotación das agullas do reloxo.

Momento de forza 2

Στ₂= (F₂)(r₂ sen 90^o) = (10 N)(0,1 m)(1) = 1 Nm

O momento da forza 2 é positivo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza 2 é en sentido antihorario.

Momento de forza 3

Στ₃= (F₃)(r₃ sen 30^o) = (10 N)(0,2 m)(0,5) = -1 Nm

O momento da forza 3 é negativo porque a dirección de rotación da vara causada polo momento da forza 3 é na mesma dirección que a rotación das agullas do reloxo.

Momento resultante da forza

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -3 + 1 – 1

Στ = -3 Nm

A magnitude do momento de forza resultante é de 3 Newtons metros. Un signo negativo para o momento de forza resultante significa que a dirección de rotación da vara causada polo momento de forza resultante é a mesma que a dirección de rotación da agulla do reloxo.

A resposta correcta é B.

5. Tres forzas F₁, F₂e F₃ actúa sobre a vara como se mostra na seguinte figura. Se se ignora a masa da vara e a súa lonxitude é de 4 metros, entón o valor do momento da forza arredor do eixe de rotación no punto C é... (sen 53^o = 0,8, cos 53^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 metro)

A. 12 Nm Exemplo de torque Pregunta 5

B. 8 Nm

C. 6 Nm

D. 2 Nm

E. Cero

Discusión

Sábese que:

O eixo de rotación está no punto C.

Estilo 1 (F₁) = 5 Newtons

Distancia entre puntos de traballo F₁ co eixo de rotación (r₁) = 2 metros

Estilo 2 (F₂) = 0,4 Newtons

Distancia entre puntos de traballo F₂ co eixo de rotación (r₂) = 1 metros

Estilo 3 (F₃) = 4,8 Newtons

Distancia entre puntos de traballo F₃ co eixo de rotación (r₃) = 2 metros

Preguntou: O valor do momento da forza arredor do eixe de rotación no punto C

Resposta:

Momento da Forza 1:

τ₁=F₁ r sen 53^o= (5 N)(2 m)(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N

O momento da forza 1 fai que a vara xire en sentido antihorario, de xeito que o momento da forza 1 teña signo positivo.

Momento da Forza 2:

τ₂=F₂ r sen 90^o= (0,4 N)(1 m)(1) = -0,4 N

O momento da forza 2 fai que a vara xire no sentido das agullas do reloxo, de xeito que o momento da forza 2 ten signo negativo.

LER TAMÉN Raios especiais de espellos cóncavos

Momento da Forza 3:

τ₃=F₃ r sen 90^o= (4,8 N)(2 m)(1) = -9,6 N

O momento da forza 3 fai que a vara xire no sentido das agullas do reloxo, de xeito que o momento da forza 3 ten signo negativo.

Momento resultante da forza:

∑τ = τ₁ – τ₂ – τ₃= 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = -2 Nm

A magnitude do momento de forza é de 2 Newton metros. Un momento de forza negativo significa que a vara xira en sentido antihorario.

A resposta correcta é D.

6. A magnitude do momento resultante da forza no eixe no punto O polas forzas que actúan sobre a vara se se ignora a súa masa é...

A. 7,5 Nm Exemplo de torque Pregunta 6

B. 4 Nm

C. 3,5 Nm

D. 3 Nm

E. 2 Nm

Discusión

Sábese que:

O eixo de rotación está no punto O.

Estilo 1 (F₁) = 6 Newtons

Distancia entre puntos de traballo F₁ co eixo de rotación (r₁) = 1 metros

Estilo 2 (F₂) = 6 Newtons

Distancia entre puntos de traballo F₂ co eixo de rotación (r₂) = 2 metros

Estilo 3 (F₃) = 4 Newtons

Distancia entre puntos de traballo F₃ co eixo de rotación (r₃) = 2 metros

Preguntou: O valor do momento da forza arredor do eixe de rotación no punto C

Resposta:

Momento da Forza 1:

τ₁=F₁ l₁ = (6 N)(1 m) = 6 Nm

O momento da forza 1 fai que a vara xire en sentido antihorario, de xeito que o momento da forza 1 teña signo positivo.

Momento da Forza 2:

τ₂=F₂ r₂ sen 30^o= (6 N)(2 m)(0,5)= 6 Nm

O momento da forza 2 fai que a vara xire en sentido antihorario, de xeito que o momento da forza 2 teña signo positivo.

Momento da Forza 3:

τ₃=F₃ l₃ = (4 N)(2 m) = -8 Nm

O momento da forza 3 fai que a vara xire no sentido das agullas do reloxo, de xeito que o momento da forza 3 ten signo negativo.

Momento resultante da forza:

∑τ = τ₁ + τ₂ – τ₃ = 6 + 6 – 8 = 4 Nm

A magnitude do momento de forza é de 4 Newton metros. Un momento de forza positivo significa que a vara xira en sentido antihorario.

A resposta correcta é B.

7. A vara AB, cuxa masa se ignora, está colocada horizontalmente e está sometida a tres forzas como se mostra na figura. O momento resultante da forza que actúa sobre a vara cando xira sobre o eixe en D é… (sen 53^o = 0,8)

A. 2,4 N m Exemplo de torque Pregunta 7
B. 2,6 N m
C. 3,0 N m
D. 3,2 N m
E. 3,4 N m

Discusión
É coñecido :
O eixo de rotación ou pivote está situado no punto D.
F₁ = 10 N e l₁ = r₁ sen θ = (40 cm)(sen 53^o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 metros
F₂ = 10√2 N e l₂ = r₂ sen θ = (20 cm)(sen 45^o) = (0,2 m)(0,5√2) = 0,1√2 metros
F₃ = 20 N e l₃ = r₁ sen θ = (10 cm)(sen 90^o) = (0,1 m)(1) = 0,1 metros
Preguntado/a : Momento resultante da forza
Jawab :

(positivo porque este momento de forza fai que o bloque xire en sentido antihorario)

(negativo porque o momento desta forza fai que o bloque xire no sentido horario)

(positivo porque este momento de forza fai que o bloque xire en sentido antihorario)
Momento resultante da forza:

Exemplo de torque Pregunta 8

8. A vara AB, cuxa masa se ignora, está colocada horizontalmente e está sometida a tres forzas como se mostra na figura. O momento resultante da forza que actúa sobre a vara cando xira sobre o eixe en D é… (sen 53^o= 0,8)
Exemplo de torque Pregunta 9

A. 2,4 Nm
B. 2,6 Nm
C. 3,0 Nm
D. 3,2 Nm
E. 3,4 Nm

Discusión
É coñecido :
O eixo de rotación está situado en D.
A distancia entre F₁ e o eixo de rotación (r_AD) = 40 cm = 0,4 m
A distancia entre F₂ e o eixo de rotación (r_BD) = 20 cm = 0,2 m
A distancia entre F₃ e o eixo de rotación (r_CD) = 10 cm = 0,1 m
F₁ = 10 Newtons
F₂ = 10√2 Newtons
F₃ = 20 Newtons
Pecado 53^o= 0,8
Preguntado/a Momento resultante da forza se a vara xira sobre o eixo en D
Jawab :

LER TAMÉN Exemplos de preguntas sobre ondas transversais

Calcula o momento da forza producido por cada forza.
Momento de forza 1
O momento da forza 1 é positivo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza 1 é en sentido antihorario.
Momento de forza 2
O momento da forza 2 é negativo porque a dirección de rotación da vara causada polo momento da forza 2 é na mesma dirección que a rotación das agullas do reloxo.
Momento de forza 3
O momento da forza 3 é positivo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza 3 é en sentido antihorario.
Momento resultante da forza
Exemplo de torque Pregunta 12 A resposta correcta é D.

9. Unha vara cuxa masa se ignora vese afectada por tres forzas F_A =F_C = 10 N e F_B = 20 N como se mostra na imaxe. Se a distancia AB = BC = 20 cm, entón a magnitude momento de estilo ao punto C é…

Exemplo de torque Pregunta 14

A. 0 Nm
B. 1 Nm
C. 4 Nm
D. 6 Nm
E. 8 Nm

Discusión
É coñecido :
O eixo de rotación está situado no punto C.
A distancia entre F_A e o eixo de rotación (r_AC) = 40 cm = 0,4 metros
A distancia entre F_B e o eixo de rotación (r_BC) = 20 cm = 0,2 metros
A distancia entre F_C e o eixo de rotación (r_CC) = 0 centímetros
F_A = 10 Newtons
F_B = 20 Newtons
F_C = 10 Newtons
Preguntado/a Momento resultante da forza se a vara xira sobre o eixo en C
Jawab :
Calcula o momento da forza producido por cada forza.
Momento de forza A
O momento da forza A é negativo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza A é no sentido das agullas do reloxo.
Momento da forza B
O momento da forza B é positivo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza B é en sentido antihorario.
Momento de forza C

O momento da forza C está marcado cun valor de 0 porque gaya F_C coincide co eixo de rotación
Momento resultante da forza
Exemplo de torque Pregunta 18 A resposta correcta é A.

10. Un pau de 50 cm de longo ten tres forzas de igual magnitude, como se mostra na seguinte figura. Se o pau xira arredor do pivote no punto C, entón a magnitude do momento total da forza é...

Exemplo de torque Pregunta 19 A. 1 Nm
B. 3 Nm
C. 4 Nm
D. 5 Nm
E. 6 Nm
Discusión
É coñecido :
O eixo de rotación está situado no punto C.
A distancia entre F₁ e o eixo de rotación (r₁) = 30 cm = 0,3 metros
A distancia entre F₂ e o eixo de rotación (r₂) = 10 cm = 0,1 metros
A distancia entre F₃ e o eixo de rotación (r₃) = 20 cm = 0,2 metros
F₁ = 10 Newtons
F₂ = 10 Newtons
F₃ = 10 Newtons
Preguntado/a Momento resultante da forza se a vara xira sobre o eixo en C
Jawab :
Calcula o momento da forza producido por cada forza.
Momento de forza 1
O momento da forza 1 é negativo porque a dirección de rotación da vara causada polo momento da forza 1 é na mesma dirección que a rotación das agullas do reloxo.
Momento de forza 2
O momento da forza 2 é positivo porque o sentido de rotación da vara causado polo momento da forza 2 é en sentido antihorario.
Momento de forza 3
O momento da forza 3 é negativo porque a dirección de rotación da vara causada polo momento da forza 3 é na mesma dirección que a rotación das agullas do reloxo.
Momento resultante da forza
Exemplo de torque Pregunta 25 A magnitude do momento de forza resultante é de 3 Newtons metros. Un signo negativo para o momento de forza resultante significa que a dirección de rotación da vara causada polo momento de forza resultante é a mesma que a dirección de rotación da agulla do reloxo.
A resposta correcta é B.