Lección 1: MOMENTO DE UNA FUERZA RESPECTO A UN PUNTO o TORCA | TORQUE FISICA: teoría, ejemplos y demostración
Momento de una fuerza respecto a un punto
En física y mecánica, el torque es la fuerza que se aplica para hacer girar algo.
Mientras que una fuerza común hace que un objeto se mueva en línea recta (como empujar una caja), el torque hace que un objeto gire alrededor de un punto de apoyo o eje (como abrir una puerta, girar un volante o apretar un tornillo con una llave).
Torque introducción:
¿Qué se necesita para poner a girar un cuerpo estacionario?
Imagen: en la imagen vemos que al aplicarle una fuerza en esta posición y dirección a la rueda esta comenzara a girar en sentido horario con respecto a su eje de rotación.
Se requiere una fuerza, pero debe aplicarse de tal manera que proporcione una acción de torcer o de hacer dar vuelta al cuerpo
Vamos a ver una nueva cantidad física, la torca o torque, la cuál describe la acción de torsión o giro debido a la acción de una fuerza:
¿Qué aspectos determinan que tan eficaz es una fuerza para generar o modificar el movimiento rotacional?
-magnitud de la fuerza
-dirección de la fuerza
-posición del punto de aplicación de la fuerza
Análisis de las fuerzas aplicadas:
-F_2 hace girar a la tuerca de forma más eficaz que F_1 y F_4
– F_3 no hace girar a la tuerca
¿Qué es el torque, la torca o el momento de una fuerza respecto a un punto?
La torca o torque es la medida cuantitativa de la tendencia de una fuerza para causar o alterar la rotación de un cuerpo.
El cuerpo puede girar alrededor de un eje que es perpendicular al plano de la figura y pasa por el punto O
La tendencia de F_1a causar una rotación alrededor de O depende de:
-Su magnitud
-La distancia perpendicular l entre el punto O y la línea de acción de la fuerza
Decimos que F_1 genera una torca sobre el punto O
Definimos a la torca o torque o momento de una fuerza de F_1 con respecto a O como:
Sentido del torque o momento de fuerza
Debemos elegir un sentido de rotación positivo:
Una vez elegido arbitrariamente el sentido de rotación positiva se determina si el momento de fuerza o torque es negativo o positivo como se muestra en la figura.
¿Cómo calcular el torque o momento de fuerza respecto a un punto?
Si aplicamos una fuerza F en un punto P descripto por un vector de posición r con respecto al eje de rotación:
y recordando que habíamos definido la torca como:
pero el brazo de palanca es:
reemplazando:
(magnitud del torque o momento de fuerza)
Las unidad del torque en el SI es el Newton-metro (Nm)
Torquímetros:
