Estática: Momento de Fuerza o Torque, Ejercicios de Física

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Estática

Ing. Yovana Medina Vásquez

Logro de la Sesión

• Definir y dar ejemplos de los términos momento de fuerza o torsión, brazo de momento, eje y línea de acción de una fuerza.
• Dibujar y calcular los brazos de momento para una variedad de fuerzas aplicadas dado un eje de rotación.
• Calcular el momento de torsión resultante en torno a cualquier eje dadas la magnitud y ubicaciones de las fuerzas sobre un objeto extendido. Después de completar esta sesión, ustedes deberán:

* CENTRO DE GRAVEDAD

PUNTO DONDE SE CONCENTRA TODO EL PESO DEL OBJETO CENTRO DE GRAVEDAD CARACTERÍSTICAS El punto puede estar ubicado fuera o dentro del cuerpo Depende de la forma, distribución de masas y fuerzas gravitatorias Ubicación variable por diferentes factores

CENTRO DE GRAVEDAD OBJETOS ASIMETRICOS: CUERPO HUMANO

«En el caso de los objetos asimétricos como el

cuerpo humano , el centro de gravedad se encontrará más cerca del extremo mayor y de mayor peso»

Centro de masa El centro de masa es el punto donde se puede considerar concentrada toda la masa de un sistema u objeto. Al mismo tiempo es el punto en donde si se aplica una fuerza se produce una traslación pura, es decir, el objeto no rota.

* APLICACIONES DEL PRODUCTO VECTORIAL

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¿Conocen las herramientas que se muestran? ¿Qué nombre tienen cada una de ellas y su utilidad? Observamos el video sgte La propiedad de la fuerza aplicada para hacer girar un cuerpo se mide con una magnitud física llamada Momento de Fuerza o Torque. 1 2 4 3 1

El torque es una magnitud vectorial, calculándose por el producto vectoria entre la fuerza y el vector distancia, donde se aplica la fuerza, su dirección es siempre perpendicular al plano de los vectores r y F , La unidad de medida del torque en el SI es el Nm (Newton - metro) Cuando se tratan problemas con cuerpos rígidos se debe considerar la fuerza de gravedad o el peso del cuerpo, e incluir en los cálculos el torque producido por su peso. Para calcular el torque debido al peso, se puede considerar como si todo el peso estuviera concentrado en un solo punto, llamado centro de gravedad. MOMENTO DE UNA FUERZA

• El Momento de torsión o Torque se determina por tres factores Las fuerzas más cercanas al extremo de la llave tienen mayores momentos de torsión. Ubicación de fuerza 20 N 20 N 20 N
• MOMENTO DE UNA FUERZA

➢La magnitud del momento esta dado por :

➢El sentido del momento se determina mediante la regla de la mano derecha.

• MOMENTO DE UNA FUERZA  = rFsen 

• Unidades para el momento de torsión o El momento de torsión es proporcional a la T magnitud de F y a la distancia r desde el eje. Por tanto, una fórmula tentativa puede ser: Unidades: Nm o lbft  = (40 N)(0.60 m) = 24.0 Nm,  = 24.0 Nm 6 cm 40 N Momento de torsión = fuerza x brazo de momento    rFsen rxF = = ,  ^ 

* EQUILIBRIO ESTATICO

*Para que cumpla un equilibrio estatico debe

cumplir dos condiciones:

• Convención de signos para el momento de torsión Por convención, los momentos de torsión en sentido contrario al de las manecillas del reloj son positivos y los momentos de torsión en sentido de las manecillas del reloj son negativos.

Momento de torsión

positivo: contra

manecillas del reloj,

fuera de la página

mr

Momento de torsión

negativo: sentido

manecillas del reloj, hacia

la página

cmr

• Línea de acción de una fuerza La línea de acción de una fuerza es una línea imaginaria de longitud indefinida dibujada a lo largo de la dirección de la fuerza. F 2 F 1 F 3 Línea de acción