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） |
O que é torque (momento de força)
O torque, ou momento de força, descreve com que intensidade uma força tende a girar um objeto em torno de um pivô. A mesma força produz um efeito de rotação muito maior quando aplicada mais longe do pivô, ou quando sua direção se aproxima da perpendicular ao braço de alavanca. Essa relação é expressa pela fórmula τ = rFsenθ, em que o torque τ é o produto da força F, do comprimento do braço de alavanca r e do seno do ângulo θ entre eles.
Esta ferramenta permite escolher qualquer uma das quatro variáveis — torque τ, força F, comprimento do braço r ou ângulo θ — como a que você deseja calcular, derivando-a automaticamente a partir dos outros três valores informados. Além do cálculo direto do torque, ela também resolve situações em que você precisa saber quanta força é necessária, ou qual ângulo produziria um torque desejado, tudo na mesma tela. Os resultados são sempre exibidos ao mesmo tempo em N·m (newton-metro) e em ft·lb (libra-pé).
Como usar a calculadora de torque
- Escolha a variável a calcular Use os botões no topo para escolher qual das quatro variáveis (τ, F, r ou θ) deseja calcular. O campo correspondente desaparecerá automaticamente.
- Informe os outros três valores Preencha os três campos restantes com os valores que já conhece. Força e comprimento do braço devem ser zero ou maiores, e o ângulo deve estar entre 0° e 180°.
- Confira o resultado Assim que todos os dados necessários estiverem preenchidos, o painel de resultado mostrará as quatro variáveis juntas, com o torque expresso tanto em N·m quanto em ft·lb.
- Observe a nota sobre o ângulo Devido ao comportamento de senθ, existem duas soluções matemáticas para o ângulo, mas esta ferramenta sempre mostra a solução principal, entre 0° e 90°.
Dicas para aproveitar melhor
- 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.
Quando você pode usar esta ferramenta
Tarefas e preparação para provas de física
Confira seu próprio cálculo passo a passo de um problema de momento de força com τ = rFsenθ antes de entregar a resposta.
Verificar especificações de torque mecânico e automotivo
Quando o torque de aperto de um parafuso é dado em ft·lb, converta para N·m e compare com o ajuste da ferramenta que você tem em mãos.
Aperto de parafusos em projetos de faça-você-mesmo
Estime antecipadamente se a força que você consegue aplicar com a mão, somada ao comprimento da chave, é suficiente para atingir o torque especificado.
Problemas de equilíbrio de alavancas e gangorras
Determine a relação numérica entre a distância ao pivô e a magnitude e direção de uma força aplicada.
Conversão de unidades em chaves de torque
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Glossário
- Torque (momento de força)
- Medida de quanto uma força tende a girar um objeto em torno de um pivô. Medido em N·m (newton-metro) e calculado como τ = rFsenθ.
- Comprimento do braço de alavanca (r)
- A distância perpendicular do pivô até a linha de ação da força; não é necessariamente o comprimento físico do braço, que pode ser mais curto dependendo da direção da força.
- N·m (newton-metro)
- A unidade do SI para torque. Representa o torque produzido quando uma força de 1 newton é aplicada perpendicularmente a um braço de alavanca de 1 metro.
- ft·lb (libra-pé)
- A unidade imperial de torque, mais usada na mecânica automotiva americana. 1 N·m equivale a aproximadamente 0,7376 ft·lb.
- Ângulo de aplicação (θ)
- O ângulo entre a direção da força aplicada e o braço de alavanca. O efeito de rotação é máximo em 90° e cai a zero em 0° ou 180°.
- Força (F)
- A magnitude da força aplicada a um objeto, medida em newtons (N). Tanto sua magnitude quanto seu ângulo afetam o torque resultante.
- Braço de alavanca efetivo
- O comprimento do braço r multiplicado por senθ (r × senθ): a parte do comprimento do braço que realmente contribui para a rotação quando a força é aplicada em ângulo.
Perguntas frequentes
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.