MOMENTO DE FUERZA O PALANCA

MOMENTO DE FUERZA


FUERZAS NO COPUNTUALES (Fuerzas No-concurrentes )
Hasta ahora teníamos problemas donde todas las fuerzas pasaban todas por un mismo punto. Para resolver este tipo de problemas había que plantear 2 ecuaciones. Estas ecuaciones eran la sumatoria de las fuerzas en dirección x y la sumatoria de fuerzas en dirección y.
Ahora vamos a tener problemas donde las fuerzas no pasan por el mismo punto. Se dice que las fuerzas son NO COPUNTUALES o NO CONCURRENTES. ( No con curren al mismo punto ). Entonces para resolver los ejercicios va a haber que plantear otra ecuación que es la ecuación del momento de las fuerzas.

MOMENTO DE UNA FUERZA

Se define el momento de una fuerza con respecto a un punto ó como:
fórmula-momento-de-fuerza-o-torque

    donde M = momento o torque, que se mide en Newton por metro (Nm).     
               F = fuerza aplicada  en Newton (N)  
d = distancia al eje de giro en metros (m)   

La distancia que va del punto a la fuerza se llama d, llamado “brazo de la fuerza” y F es la componente de la fuerza en forma perpendicular a d. La fuerza puede llegar a estar inclinada.
SIGNO DEL MOMENTO DE UNA FUERZA
Una fuerza aplicada a un cuerpo puede hacerlo girar en sentido de las agujas del reloj o al revés. Entonces hay 2 sentidos de giro posibles:

  • Si la fuerza genera un giro antihorario, entonces se usa el signo positivo (+).
  • Si la fuerza genera un giro horario, entonces se usa el signo negativo (-).  






El torque se expresa en unidades de fuerza-distancia, se mide comúnmente en Newton metro (Nm).

Si en la figura de la izquierda la fuerza F vale 15 N y la distancia d  mide 8 m, el momento de la fuerza vale:
      M = F  •  d = 15 N  •  8 m = 120 Nm




¿ Puede el momento de una fuerza ser cero ?

Puede. Para que M ( = F . d ) sea cero, tendrá que ser cero la fuerza o tendrá que ser cero la distancia. Si F = 0 no hay momento porque no hay fuerza aplicada. Si d es igual a cero, quiere decir que la fuerza pasa por el centro de momentos.

 CONDICIÓN DE EQUILIBRIO PARA FUERZAS NO CONCURRENTES

Supongamos el caso de un cuerpo que tiene aplicadas fuerzas que pasan todas por un punto. Por ejemplo, un cuadro colgado de una pared.




Para estos casos de fuerzas concurrentes la condición para que el tipo estuviera en equilibrio era que la suma de todas las fuerzas que actuaban fuera cero. O sea, que el sistema tuviera resultante nula. Esto se escribía en forma matemática poniendo que ∑ Fx = 0 y ∑ Fy = 0 .



TEOREMA DE VARIGNON

El teorema de Varignon dice que el momento que hace la resultante es igual a la suma de los momentos que hacen las fuerzas. Vamos a ver qué significa esto. Fijate. Suponete que tengo un sistema de varias fuerzas que actúan. Calculo la resultante de ese sistema y obtengo una fuerza R.




Lo que dice el teorema es esto: supongamos que yo sumo el momento de todas las fuerzas respecto al punto A y me da 10 kgf.m ( por ejemplo ). Si yo calculo el mo- mento de la resultante respecto de A, también me va a dar 10 kgf.m. Eso es todo.



CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO

El centro de gravedad de un cuerpo es el lugar donde está aplicada la fuerza peso.




Si el cuerpo es simétrico, el C.G. va a coincidir con el centro geométrico del cuerpo. Por ejemplo para un cuadrado o para un círculo, el C.G. va a estar justo en el centro de la figura.


Ejercicios

1) Calcula las reacciones en la barra, siendo que la misma esta en equilibrio.



2) Determinar a que distancia del apoyo se encuentra la fuerza resultante de las fuerzas paralelas que se muestran.




Video de momento o torque (veanlo)


Bibliografía
Asimov Física
Fundamentos de la Fisica - Serwey y Vuille



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