Momento De Una Fuerza
Páginas: 6 (1499 palabras)
Publicado: 25 de septiembre de 2012
Momento de una fuerza
Se denomina momento de una fuerza, o torque, a aquella magnitud vectorial que es una medida de la capacidad de rotación que dicha fuerza es capaz de producir a un cuerpo, cuando este puede rotar alrededor de un punto que se considera fijo.
Por ejemplo consideremos el caso de que una persona intenta aflojar una tuerca de una llanta de un camión.
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En un primer casola fuerza se aplica a 0,2 m de la tuerca y en un segundo caso se aplica a 0,3 m.
¿En cuál de los dos casos la persona, aplicando la misma fuerza, producirá mayor efecto de rotación? Es obvio que en el segundo caso. Esto se explica por la mayor distancia que existe entre la fuerza aplicada y el eje de rotación.
El módulo del momento de una fuerza se determina multiplicando el módulo de dichafuerza (F) por el brazo de dicha fuerza (d), definida como la distancia del centro de rotación, o centro de momentos, a la línea de acción de la fuerza (perpendicular trazada desde el centro de rotación a la recta donde actua la fuerza), es decir: | |
La dirección del momento de una fuerza MF es perpendicular al plano definido por la línea de acción de la fuerza F y el centro de rotación y susentido se determina por la regla de la mano derecha.
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Cuando sobre un cuerpo solo intervienen fuerzas coplanares (todas se encuentran en un mismo plano), alguna de ellas tenderan a producir una rotación antihoraria mientras que otras, una rotación horaria. En este caso se consideran, por convención, que son positivos los momentos relacionados con una rotación antihoraria y negativos losrelacionados con una rotación horaria.
Si la línea de acción de una fuerza pasa por el centro de rotación, o centro de momentos, el momento producido por dicha fuerza es nulo. | |
PROBLEMA
Si la barra mostrada pesa 30 N y a esta se le aplica una fuerza vertical F = 25 N, determinar el valor del momento resultante respecto del punto O. | |
RESOLUCION
El momento resultante respecto de un ciertopunto es la resultante de los momentos generados por cada una de las fuerzas. En este caso, se obtiene sumando algebraicamente cada uno de ellos.
_ _ Luego: _________ | |
Como el momento resultante de las fuerzas respecto del punto O es positivo, la barra experimentará un efecto de rotación en sentido antihorario.
Segunda Condición de Equilibrio
Un cuerpo se encuentra en equilibrio derotación si el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él, respecto de cualquier punto, es nula.
Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir que la suma aritmética de los momentos relacionados con rotaciones antihorarias debe ser igual a la suma aritmética de los momentos relacionados con rotaciones horarias.
En general, un cuerpo se encontrará enequilibrio traslacional y equilibrio rotacional cuando se cumplen las dos condiciones de equilibrio.
Una palanca es una máquina simple formada por una barra rígida que puede girar alrededor de un punto de apoyo.
Hay varios tipos de palancas, pero en todas ellas hay un punto donde se coloca el cuerpo que se quiere mover, llamaremos a ese cuerpo carga o resistencia, y otro punto donde se aplicará lafuerza para mover a la carga, a esa fuerza la llamaremos potencia.
A las distancias entre el punto de apoyo y los puntos de aplicación de carga y potencia se les llama brazo.
En el esquema siguiente, el balde que se intenta levantar es la carga, la fuerza ejercida por la persona es la potencia. A las distancias entre el punto de apoyo y la carga se les llama brazo de carga, y entre el punto deapoyo y donde aplicamos la fuerza las llamaremos brazos de potencia.
La finalidad de una palanca es conseguir mover una carga grande a partir de una fuerza o potencia muy pequeña.
El funcionamiento de las palancas está basado en una ley que llamaremos ley de los momentos.
Para comprender la ley de los momentos vamos a estudiar el ejemplo de un sube y baja. ...
Se denomina momento de una fuerza, o torque, a aquella magnitud vectorial que es una medida de la capacidad de rotación que dicha fuerza es capaz de producir a un cuerpo, cuando este puede rotar alrededor de un punto que se considera fijo.
Por ejemplo consideremos el caso de que una persona intenta aflojar una tuerca de una llanta de un camión.
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En un primer casola fuerza se aplica a 0,2 m de la tuerca y en un segundo caso se aplica a 0,3 m.
¿En cuál de los dos casos la persona, aplicando la misma fuerza, producirá mayor efecto de rotación? Es obvio que en el segundo caso. Esto se explica por la mayor distancia que existe entre la fuerza aplicada y el eje de rotación.
El módulo del momento de una fuerza se determina multiplicando el módulo de dichafuerza (F) por el brazo de dicha fuerza (d), definida como la distancia del centro de rotación, o centro de momentos, a la línea de acción de la fuerza (perpendicular trazada desde el centro de rotación a la recta donde actua la fuerza), es decir: | |
La dirección del momento de una fuerza MF es perpendicular al plano definido por la línea de acción de la fuerza F y el centro de rotación y susentido se determina por la regla de la mano derecha.
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Cuando sobre un cuerpo solo intervienen fuerzas coplanares (todas se encuentran en un mismo plano), alguna de ellas tenderan a producir una rotación antihoraria mientras que otras, una rotación horaria. En este caso se consideran, por convención, que son positivos los momentos relacionados con una rotación antihoraria y negativos losrelacionados con una rotación horaria.
Si la línea de acción de una fuerza pasa por el centro de rotación, o centro de momentos, el momento producido por dicha fuerza es nulo. | |
PROBLEMA
Si la barra mostrada pesa 30 N y a esta se le aplica una fuerza vertical F = 25 N, determinar el valor del momento resultante respecto del punto O. | |
RESOLUCION
El momento resultante respecto de un ciertopunto es la resultante de los momentos generados por cada una de las fuerzas. En este caso, se obtiene sumando algebraicamente cada uno de ellos.
_ _ Luego: _________ | |
Como el momento resultante de las fuerzas respecto del punto O es positivo, la barra experimentará un efecto de rotación en sentido antihorario.
Segunda Condición de Equilibrio
Un cuerpo se encuentra en equilibrio derotación si el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él, respecto de cualquier punto, es nula.
Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir que la suma aritmética de los momentos relacionados con rotaciones antihorarias debe ser igual a la suma aritmética de los momentos relacionados con rotaciones horarias.
En general, un cuerpo se encontrará enequilibrio traslacional y equilibrio rotacional cuando se cumplen las dos condiciones de equilibrio.
Una palanca es una máquina simple formada por una barra rígida que puede girar alrededor de un punto de apoyo.
Hay varios tipos de palancas, pero en todas ellas hay un punto donde se coloca el cuerpo que se quiere mover, llamaremos a ese cuerpo carga o resistencia, y otro punto donde se aplicará lafuerza para mover a la carga, a esa fuerza la llamaremos potencia.
A las distancias entre el punto de apoyo y los puntos de aplicación de carga y potencia se les llama brazo.
En el esquema siguiente, el balde que se intenta levantar es la carga, la fuerza ejercida por la persona es la potencia. A las distancias entre el punto de apoyo y la carga se les llama brazo de carga, y entre el punto deapoyo y donde aplicamos la fuerza las llamaremos brazos de potencia.
La finalidad de una palanca es conseguir mover una carga grande a partir de una fuerza o potencia muy pequeña.
El funcionamiento de las palancas está basado en una ley que llamaremos ley de los momentos.
Para comprender la ley de los momentos vamos a estudiar el ejemplo de un sube y baja. ...
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