Mesas de Fuerzas

Torque y Equilibrio de un cuerpo rígido

Laboratorio de fundamentos de mecánica, Depto. de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá DC. Octubre 25 de 2013


I.RESUMEN
En el siguiente laboratorio para torques trabajaremos y observaremos, como a través de un cuerpo rígido que será una regla, y defiendo un punto central, podemos disponer a cada lado del punto central de diferentesmasas a diferentes posiciones, hasta lograr un estado estático, y así demostrar experimentalmente como la sumatoria de los torques tendera a cero.

II. INTRODUCCION

Gracias a los torques podemos definir como se manejan las fuerzas no solo de procesos mecánicos, sino de procesos biológicos como el movimiento de un codo, hasta procesos químicos como la vibración de enlace Hidrogeno-Oxígeno en unamolécula de agua, a través de la experimentación realizada, queremos demostrar como las leyes aplicadas a torques, influyen muchos procesos físicos de nuestra vida cotidiana, con los cuales podemos cuantificar valores para observar como son los procesos de movimiento de estos mismos y así caracterizar propiedades y definir las características de un fenómeno físico observado.

III. MARCO TEORICOEn general un cuerpo puede tener tres tipos de distintos movimientos simultaneamente.De traslacion a lo largo de una trayectoria, de rotacion mientras se esta traslapando,en este caso la rotacion puede ser sobre un eje que pase por el cuerpo, y si a la vez este eje esta girando en torno a un eje vertical, a la rotacion del eje del cuerpo rotante se le llama movimiento de precesion (por ejemploun trompo), y de vibracion de cada parte del cuepo mientras se traslada y se gira. Por lo tanto el estudio del movimiento pued ser en general muy complejo, por esta razon se estudia cada movimiento en forma independiente.
Cuando un cuerpo esta en rotacion, cada punto titne un movimiento distinto de otro punto del mismo cuerpo, aunque como un todo se este movimiendo de manera similar, por lo queya no se puede representar como una particula.Pero se puede representar como un objeto extendido, formando un gran numero de particulas, cada una con su propia velocidad y aceleracion.Al tratar la totacion del cuerpo, el analisis se simplifica si se considera como un objeto rigido y se debe tener en cuenta las dimenciones del cuerpo.
Cuerpo rigido:Se define como un cuerpo ideal cuyas partes(particulas que lo forman) tienen pocisiones relativas fijas enyre si cuando se someten a fuerzas externas, es decir es no deformable.Con esta definicion se elimina la posibilidad de que el objeto tenga movimiento de vibracion.Este modelo de cuerpo rigido es muy util en muchas situaciones en las cuales la deformacion del objeto es despreciable.
El movimiento general de un cuerpo rigido es unacombinacion de movimiento de traslacion y de rotacion.Para hacer su descripcion es conveniente estudiar en forma separada esos dos movimientos.
TORQUE DE UNA FUERZA:Cuando se aplica una fuerza en algun punto de un cuerpo rigido, el cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotacion en torno a algun eje. La ropiedad de la fueza para hacer girar el cuerpo se mide con una magnitud fisica que llamaremostorque o momento de la fuerza.Se prefiere usar el nombre torque y no momento, por que este ultimo se emplea para referirnos al momento lineal,al omento angular o al momento de inercia, que son todas magnitudes fisicas diferentes para las cuales se usa el mismo termino.
Analizaremos cualitativamente el efecto de rotacion que una fuerza puede producir sobre un cuerpo rigido.Consideraremos como uncuerpo rigido a una regla fija en un punto O ubicado en un extremo de la regla,cmo se muestra en la figura, sobre el cual pueda tener una rotacion, y describanos el efecto que alguna fuerza de la misma magnitus actuando en distintos puntos, produce sobre la regla fija en O. La fuerza aplicada en el punto a produce en torno a O una rotacion en sentido antihorario, la fuerza aplicada en b, pero en la...