Est Tica Torque

C U R S O: FÍSICA COMÚN
MATERIAL: FC-13
ESTÁTICA
En esta unidad analizaremos el equilibrio de un cuerpo grande, que no puede considerarse
como una partícula. Además, vamos a considerar dicho cuerpo como un cuerpo rígido, es
decir, que no sufre deformaciones bajo la acción de fuerzas externas.

Centro de gravedad de un cuerpo (CG)
El Centro de Gravedad (CG) de un cuerpo es un punto que puede o nopertenecer al cuerpo
y se puede considerar como si todo el peso del cuerpo se aplicara en ese punto.
Para cuerpos homogéneos y de forma geométrica definida se encuentra en el centro de
simetría del cuerpo. Así para cuerpos de forma circular, esférica, etc., se encontrará en el
centro geométrico del cuerpo.
El centro de gravedad de un objeto hecho de distintos materiales (es decir cuya densidadvaría) puede estar muy lejos de su centro geométrico, por ejemplo una esfera hueca y llena
de plomo hasta la mitad. En este caso el CG no coincidirá con su centro geométrico sino que
estará en algún lugar de la parte con plomo.
Los cuerpos rígidos con bases amplias y centros de gravedad bajos son más estables y
menos propensos a voltearse. Esta relación es evidente en el diseño de los automóviles decarrera de alta velocidad, que tienen neumáticos anchos y centros de gravedad cercanos al
suelo. También la posición del centro de gravedad del cuerpo humano tiene efectos sobre
ciertas capacidades físicas. Por ejemplo, las mujeres suelen doblarse y tocar los dedos de
sus pies o el suelo con las palmas de sus manos, con más facilidad que los varones, quienes
con frecuencia se caen al tratar dehacerlo; en general, los varones tienen centros de
gravedad más altos (hombros más anchos) que las mujeres (pelvis grande), de modo que es
más fácil que el centro de gravedad de un varón quede fuera de su base de apoyo cuando se
flexiona hacia el frente.

Fuerzas Concurrentes
Cuando las fuerzas aplicadas (o las líneas de acción de estas) sobre un cuerpo concurren a
un mismo punto se les llama fuerzasconcurrentes.

Fuerzas no concurrentes
En la guía de dinámica nos hemos referido a las fuerzas que actúan en un solo punto. Sin
embargo, hay muchos casos en los cuales las fuerzas que actúan en un objeto no tienen un
punto común de aplicación. Tales fuerzas de denominan no concurrentes.

Línea de acción de una fuerza
Se define como una línea imaginaria extendida indefinidamente a lo largo delvector fuerza.
Cuando las líneas de acción de las fuerzas no se interceptan en un mismo punto, puede
producirse rotación respecto a un punto o eje.

F

Pivote

fig. 1

Línea de acción

Nota: el pivote es un punto de apoyo, el cual permite que un cuerpo rígido pueda girar.

Brazo de palanca (b)
La distancia perpendicular del eje de rotación a la línea de acción de una fuerza recibe el
nombre de brazode palanca de esa fuerza. Este factor determina la eficacia de una
fuerza dada para causar movimiento de rotación.
b

F
Eje de giro

Línea de acción

fig. 2

Momento de Fuerza (Torque)
El momento de una fuerza o momento de torsión (  ) se puede definir como la tendencia
a producir un cambio en el movimiento de rotación. Como ya vimos, tanto la magnitud de
una fuerza F, como su brazo de palancab, determinan el movimiento de rotación. De esta
manera, podemos definir el momento de una fuerza como sigue:
Momento de Fuerza = Brazo de palanca x fuerza
La magnitud del torque realizado por una fuerza que es perpendicular al brazo es la
siguiente:
 = F · b
La unidad del momento de torsión en el SI es metro · Newton (mN).

2

Convención de signos para el momento de una fuerza (torque)
Siel cuerpo tiende a girar contrario al movimiento de las manecillas de un reloj el momento
de una fuerza será positivo, y al girar en el mismo sentido el momento será negativo. En el
caso de que la línea de acción pase por el eje de giro, el torque realizado por esa fuerza
será nulo.

F = 0

F

F < 0

F > 0
F

F
fig. 3

Condiciones para el equilibrio
Las dos condiciones necesarias para que un...