Calculadora de torque (momento de força) — τ = rFsen(θ)

Informe 3 dos 4 valores (força, comprimento do braço de alavanca e ângulo) para calcular automaticamente o restante, com conversão automática entre N·m e ft·lb.

Valores de referência de torque de aperto comuns

Aplicação Torque típico
Porcas de roda do carro 100 - 140 N·m(74 - 103 ft·lb)
Velas de ignição 20 - 30 N·m(15 - 22 ft·lb)
Parafusos do avanço da bicicleta 5 - 6 N·m(3.7 - 4.4 ft·lb)
Parafusos da carcaça do notebook 0.2 - 0.3 N·m(0.15 - 0.22 ft·lb)

Dicas de uso

  • Escolha primeiro qual variável deseja calcular (τ, F, r ou θ); os outros três campos de entrada aparecerão automaticamente.
  • O torque é máximo quando o ângulo é 90° e cai a zero em 0° ou 180°, pois a força fica paralela ao braço de alavanca e deixa de produzir rotação.
  • Ao calcular o ângulo, existem matematicamente duas soluções porque senθ = sen(180° − θ); esta ferramenta sempre mostra o valor principal entre 0° e 90°.
  • Chaves de torque automotivas costumam ser calibradas em ft·lb (libra-pé), então os resultados são sempre exibidos tanto em N·m quanto em ft·lb.
  • O comprimento do braço de alavanca é a distância perpendicular do pivô até a linha da força aplicada; se a força for paralela ao braço (θ = 0°), ela não produz nenhum efeito rotacional.

Perguntas frequentes

Ambos compartilham a mesma unidade, N·m (equivalente a um joule), mas medem coisas diferentes: trabalho é a força atuando ao longo da distância que um objeto se move, enquanto torque mede o efeito rotacional em torno de um pivô. Para evitar confusão, por convenção o torque é escrito como 'N·m' e trabalho/energia como 'J (joules)', mesmo sendo dimensionalmente idênticos.

Não necessariamente. r é, tecnicamente, a distância perpendicular do pivô até a linha de ação da força. Se a força for aplicada em ângulo, o braço de alavanca efetivo fica mais curto que o comprimento físico do braço: especificamente, r × senθ.

Porque o sistema imperial ainda é amplamente usado, especialmente nos Estados Unidos, onde chaves de torque calibradas em ft·lb são o padrão em grande parte do trabalho automotivo. 1 N·m equivale a aproximadamente 0,7376 ft·lb.

senθ atinge seu valor máximo de 1 em θ = 90° e depois volta a diminuir (por exemplo, θ = 150° tem o mesmo valor de seno que θ = 30°). Como a direção da força se aproxima do oposto da direção de rotação, na prática costuma-se trabalhar na faixa de 0° a 90°.

O torque é zero sempre que a força, o comprimento do braço de alavanca ou senθ forem zero. Em particular, em θ = 0° (força paralela ao braço) ou θ = 180°, aplicar força não produz nenhum efeito rotacional sobre o objeto.
ツールくん

Curiosidade — Por que uma chave mais longa facilita afrouxar parafusos

O conhecido conselho de oficina de que 'quanto mais longo o cabo da chave, menos força é preciso para afrouxar um parafuso emperrado' é uma expressão prática direta da fórmula do torque τ = rFsenθ. Para produzir o mesmo torque τ, a força F necessária é inversamente proporcional ao comprimento do braço de alavanca r. É exatamente por isso que o truque de encaixar um tubo sobre o cabo da chave (uma espécie de 'alavanca extra') funciona tão bem — embora ultrapassar os limites de projeto da ferramenta dessa forma possa causar quebras ou acidentes, por isso permanecer dentro dos valores de torque recomendados é importante para a segurança.

Chaves de torque são consideradas ferramentas essenciais na mecânica automotiva porque apertar um parafuso de menos pode causar folga ou queda, enquanto apertar demais pode deformar o parafuso ou danificar a rosca. Fabricantes especificam valores exatos de torque (geralmente em N·m ou ft·lb) para componentes como porcas de roda e parafusos do cabeçote, e atingir esse valor com precisão é essencial para a qualidade do reparo.

O conceito de torque vai muito além da engenharia e da construção — ele também aparece no design do dia a dia. A maçaneta de uma porta é posicionada perto da borda, e não no centro, justamente para que a força seja aplicada o mais longe possível da dobradiça (o pivô), maximizando o torque com um esforço mínimo e tornando mais fácil abrir a porta.