La analogía de la llave y el tornillo

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=rF

La analogía de la 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 el producto 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 el eje del tornillo.

• El sentido viene determinado por el avance del tornillo cuando hacemos girar a la llave.

MOMENTO DE UNA FUERZA RESPECTO A UN PUNTO.

* Un cuerpo puede encontrarse en equilibrio de traslación, sin embargo puede estar girando sobre su propio eje debido a 2 o más fuerzas. Así por ejemplo, la rotación del volante de un automóvil se debe a la capacidad que tiene cada fuerza para hacerlo girar.

* Para que un cuerpo esté en equilibrio de rotación, debe cumplirse la segunda condición de equilibrio que dice: “para que un cuerpo esté en equilibrio de rotación, la suma de los momentos o torcas de las fuerzas que actúan sobre él respecto a cualquier punto debe ser igual a cero”. Matemáticamente esta ley se expresa con la ecuación:

* ΣM=0.

* ΣM= M1 + M2 + M3 + …. Mn = 0.

* Cuando se aplica una sola fuerza en forma perpendicular a un objeto, el momento de torsión o torca se calcula con la siguiente fórmula:

* M = F . r

* Donde M = momento de torsión o torca en Newton-metro (Joule).

* F = fuerza aplicada al objeto en Newtons.

* r = brazo de palanca o longitud del punto donde se aplica la fuerza respecto al punto considerado en metros.

* Cuando la fuerza se aplica con un cierto ángulo, el momento de torsión se calcula con la fórmula:

* M = F . r sen θ.

Donde sen θ, es la componente de la fuerza que tendería a girar al objeto.

* Antes de proceder a resolver problemas en los que se aplica la primera y segunda condición del equilibrio, veamos algunos conceptos básicos relacionados con el:

* Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas que no tienen una línea de acción común, tal vez exista equilibrio traslacional pero no necesariamente equilibrio rotacional. En otras palabras, quizá no se mueva ni a la derecha ni a la izquierda, tampoco hacia arriba ni hacia abajo, pero puede seguir girando.

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