O binário é o efeito de rotação de uma força.
Uma força que atua afastada de um eixo pode produzir binário. O binário é igual à força multiplicada pela distância perpendicular do eixo à linha de ação da força. É medido em newton metro (N·m).
Empurrar uma porta junto às dobradiças produz um efeito de rotação menor do que o mesmo impulso perpendicular junto ao puxador.
A distância altera o efeito de rotação.
Com um braço de alavanca de 0.2 m produz 20 N·m. A 0.4 m, a mesma força produz 40 N·m.
Estas distâncias são braços de alavanca perpendiculares. Se a direção da força mudar, usar simplesmente o comprimento total da alavanca pode dar resultado errado.
A velocidade indica a rapidez com que o veio roda.
A velocidade de rotação é frequentemente indicada em rotações por minuto (rpm). A velocidade angular exprime o mesmo movimento em radianos por segundo (rad/s). Uma rotação corresponde a 2π radianos.
Um veio pode girar depressa com pouco binário ou devagar transmitindo binário substancial. Nem a velocidade nem o binário, isoladamente, descrevem a potência.
A potência mecânica combina binário e velocidade.
- BinárioEfeito de rotação em N·m.
- Velocidade angularRotação em rad/s.
- Potência no veioBinário × velocidade angular, em watts.
60 rpm corresponde a uma rotação por segundo, ou aproximadamente 6.28 rad/s. A potência no veio é aproximadamente 126 W.
Manter imóvel e movimentar são funções diferentes.
Um travão parado pode resistir a um binário sem transmitir potência mecânica de rotação, porque a sua velocidade é zero. Um motor que produz binário a velocidade zero pode continuar a consumir potência elétrica e a gerar calor.
Uma máquina de ascensor deve fornecer o binário e a velocidade necessários ao longo da viagem. A entrada elétrica também cobre perdas; não é idêntica à saída mecânica útil.
Um olhar mais próximo
Durante uma viagem com variação de velocidade, parte do binário acelera as peças rotativas e as cargas ligadas. O binário também pode opor-se ao movimento, como na travagem. Os sinais do binário e da velocidade indicam o sentido da transferência de energia.
Verifique o que aprendeu
O dobro do binário significa sempre o dobro da potência no veio?
Mostrar a explicação
Apenas se a velocidade angular permanecer igual. A potência depende tanto do binário como da velocidade.
Leitura adicional.
Leitura opcional para aprofundar esta lição.
- OpenStax: trabalho e potência de rotação
A secção 10.8 desenvolve a ligação entre binário, velocidade angular e potência. É um aprofundamento mais matemático: concentre-se primeiro na relação da potência e nos exemplos resolvidos.