momentos de fuerza
Impulso
Consideremos el movimiento en una dimensión
La definición de fuerza es
F=dpdt
Si la masa es constante, integrando
mv−mv0=∫t0tF⋅dt
Momento deuna fuerza
Supongamos que tenemos tres llaves que actúan sobre tres tornillos en la forma indicada por las figuras. Se aplica una fuerza F en el extremo de la llave. Es fácil contestar a las siguientespreguntas:
¿En qué situaciones se enrosca el tornillo?
¿En que situaciones se desenrosca el tornillo?
¿Cuáles producen el mismo resultado o son equivalentes?.
En la primera figura, el tornillo avanzaen una dirección perpendicular al plano de la página, y hacia el lector. El módulo del momento es F·d.
En la segunda figura, el tornillo avanza en la misma dirección y sentido. El módulo del momentoesF/2·(2d)=F·d. Con una llave más larga estamos en una situación más favorable que con una llave más corta.
En la tercera figura, el tornillo avanza en la misma dirección pero en sentido contrario.
Unmomento se considera positivo, si el tornillo sale, avanza hacia el lector, la llave gira en sentido contrario al movimiento de las agujas del reloj.
Un momento se considera negativo, si el tornilloentra, la llave gira en el sentido del movimiento de las agujas del reloj.
Se denomina momento de una fuerza respecto de un punto, al producto vectorial del vector posición r de la fuerza por elvector fuerza F.
M=r×F
El vector M tiene
Por módulo, M=F·r·sinθ=F·d. Siendo del brazo de la fuerza (la distancia desde el punto O a la dirección de la fuerza)
Dirección, perpendicular al plano determinadopor la fuerza F y el punto O.
Sentido, la aplicación de la regla del sacacorchos
La analogía de la llave y el tornillo, nos ayuda a entender el significado físico de la magnitud momento, y adeterminar correctamente el módulo, la dirección y el sentido del momento de una fuerza:
El módulo es el producto de la fuerza F por la longitud d de la llave.M=F·r·sinθ=F·d
La dirección, es la del eje del...
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