Momento de torsión

Universidad NACIONAL de Colombia
Facultad de ciencias
Departamento de física
Fundamentos de mecánica
Momentos de las fuerzas o torque


María Ximena Ruiz Caldas
244698

Jesús Ricardo Arias Munevar
244593

Diana Lorena Guevara García
244636

Juan Felipe Restrepo González.
214427

David Buitrago
21

Objetivos:

2.1 Objetivo general

Comprobar que un cuerpo rígido enequilibrio cumple las dos condiciones de equilibrio.

Montaje:

Al momento de realizar la sumatoria de momentos o torque, se tomarán como positivas las fuerzas que favorezcan una rotación anti horaria, es decir, en contra del movimiento de las manecillas del reloj. Para el montaje ilustrado en la parte superior los signos de las fuerzas para la sumatoria de torques serían los siguientes:F1:-
F2:+
F3:+
F4:-
F5:-

El peso de la regla no ejerce un momento de fuerza debido a que por donde esta se aplica pasa el eje de rotación haciendo su torque igual a cero ya que su brazo es cero.

Descripción del montaje:
4.1 Implementos de laboratorio:
Pesas.
Regla.
Balanzas.
Soporte para pesas.

Datos recopilados:


W Lw F1 L1 F2 L2 F3 L3 F4 L4 F5 L5
136 50 525-50 525 50 430 -30 270 20 250 38
136 50 350 -50 350 50 200 -19 70 15 250 28

Dinámica del movimiento rotacional.
En ocasiones anteriores se observó que al aplicar una fuerza neta sobre un cuerpo a este mismo se le aplicaba una aceleración; de igual forma, se necesita de una fuerza aplicada de tal manera que se observe una aceleración angular para así generar un movimiento de rotación.
Sedefine momento de torsión como la cantidad física que describe la acción de torsión o giro de una fuerza; este momento de torsión neto aplicado sobre un cuerpo rígido determinará su aceleración angular de igual forma en la que una fuerza neta aplicada sobre un cuerpo determina su aceleración lineal.
MOMENTO DE TORSIÓN:
Al momento de alterar un movimiento rotacional de un cuerpo rígido, tanto lamagnitud como la dirección y el punto de aplicación son importantes. Por ejemplo, en el caso de intentar abrir una puerta, es más eficiente aplicar la fuerza desde un punto lejos del eje de rotación ( lejos de las bisagras) que aplicarla cerca de este.
Se denomina momento de torsión o momento de fuerza a la medida cuantitativa de la tendencia de una fuerza para causar o alterar la rotación de uncuerpo. La tendencia de una fuerza a hacer torque con respecto a un eje que pasa por el punto O y es perpendicular al plano depende de su magnitud F y de la distancia perpendicular l entre la línea de acción de la fuerza ( línea sobre al que está el vector de fuerza) y O. Se llama l al brazo de palanca ( o brazo de momento) de la fuerza alrededor de O. El esfuerzo de torsión es directamenteproporcional tanto a la fuerza como al brazo, por lo que se define el momento de torsión de F respecto a O como el producto Fl y se le asignala letra griega τ (“tau”).
τ=Fl
En caso de que la línea de acción de una fuerza pase por O su brazo de palanca es cero, por lo que dicha fuerza no ejerce momento de torsión con respecto a este punto.
El momento de torsión siempre es definido con respecto a un puntoespecífico de referencia que puede ser el origen del sistema de coordenadas o un punto diferente. Si se cambia de posición este punto, el momento de torsión de cada fuerza puede variar, por lo que no basta llamarlo “ momento de torsión de la fuerza” sino que además de debe especificar con respecto a qué punto de referencia, es decir , de la siguiente manera : “ el momento de torsión de la fuerzarespecto al punto X”.
Cundo se tienen diferentes fuerzas en un sistema, y por ejemplo una tiende a causar rotación en sentido de las manecillas del reloj (F1) y otra en sentido contrario(F2), se debe escoger un sentido de rotación positivo para distinguir entre estas posibilidades; en caso de que se escoja la rotación antihoraria como positiva, los mementos de F1 y F2 con respecto a un punto de...