Concepto de momento de una fuerza
Se denomina momento de una fuerza respecto de un punto, al producto vectorial del vector posición r de la fuerza por el vector fuerza F.
M=rF
La analogía dela llave y el tornillo, nos ayuda a entender el significado físico de la magnitud momento, y a determinar correctamente el módulo, la dirección y el sentido del momento de una fuerza:
El módulo es elproducto de la fuerza por su brazo (la distancia desde el punto O a la recta de dirección de la fuerza). M=Fd
La dirección perpendicular al plano que contiene la fuerza y el punto, la que marca eleje del tornillo.
El sentido viene determinado por el avance del tornillo cuando hacemos girar a la llave.
Ejemplo
Supongamos que tenemos tres llaves que actúan sobre tres tornillos en la formaindicada por las figuras. Se aplica una fuerza F en el extremo de la llave. Es fácil contestar a las siguientes preguntas:
¿En qué situaciones se introduce el tornillo?
¿En que situaciones se saca eltornillo?
¿Cuáles producen el mismo resultado o son equivalentes?.
En la primera figura, el tornillo avanza en una dirección perpendicular al plano de la página, y hacia el lector. El módulo delmomento es F·d.
En la segunda figura, el tornillo avanza en una dirección perpendicular al plano de la página, y hacia dentro (sentido contrario al anterior). El módulo del momento es F·2d. Con una llavemás larga estamos en una situación más favorable que disponiendo de una llave más corta.
En la tercera figura, el tornillo avanza en una dirección perpendicular al plano de la página, y hacia ellector. El módulo del momento es F·sen30·2d=F·d. Esta situación es equivalente a la primera.
Un momento se considera positivo si el tornillo sale, avanza hacia el lector, la llave gira en sentidocontrario a las agujas del reloj.
Un momento se considera negativo si el tornillo entra, la llave gira en el sentido de las agujas del reloj.
Supongamos una barra de masa despreciable, que está sujeta...
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