FISICA

Momento de una fuerza

En este puente vamos a usar mi diseño

Imposible, la estructura es inestable, demasiada tensión en el cable.

• ¿Qué es la fuerza de tensión?

• ¿A que factores se debe la tensión en el cable?

• ¿Cómo afecta la longitud del puente en la tensión producida?

• ¿Sabias que mientras mayor longitud tiene un puente, su

momento de fuerza es mayor? Pero, ¿Qué es momento de

fuerza? ¿Cómo se relaciona con un sistema estructural?

LOGROS

Al finalizar la sesión, el estudiante resuelve

problemas de momento de fuerzas o torque, utilizando la

primera y segunda condición de equilibrio, en base a una

representación correcta de los diagramas de cuerpo libre y

las fuerzas que actúan sobre el sistema, y presenta sus

resultados siguiendo una secuencia lógica.

¿SE CAERÁ LA CAJA?

EFECTOS DE UNA FUERZA

FTraslación

Rotación

EFECTOS DE UNA FUERZA

F

F

Centro de Masa

Centro de Masa

Línea de acción

Traslación

Rotación Línea de acción

• Da a conocer en qué medida existe capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para cambiar el estado de la rotación del cuerpo alrededor de un eje que pase por dicho punto.

• Se trata de una magnitud vectorial que se mide en [Nm].

𝜏=| �⃗� �⃗� �⃗�𝑥 𝑦 𝑧𝐹 𝑥 𝐹 𝑦 𝐹 𝑧

|𝜏= �⃗� 𝑥 �⃗�

Problema de Aplicación N°01

• Dada la fuerza F = 50 i N. Calcule el torque con respecto al origen O, si la fuerza se aplica al punto (4 , -3 , 10 ) m

Problema de Aplicación N°02

• Dada la fuerza F = (40, 30, 0) N. Calcule el torque con respecto al origen O, si la fuerza se aplica al punto (4, -1, 2) m

TORQUE

Centro de Rotación

Vector de posición

Fuerza

TORQUE

Aplicaciones a la Vida Diaria

CONVENCIÓN DE SIGNOS

• Si al aplicar una fuerza el cuerpo tiende a girar en:• Sentido contrario a las manecillas del reloj, el torque es positivo.

• Sentido de las manecillas del reloj, el torque es negativo.

Problema de Aplicación N°03

• Si se aplica la misma fuerza en los lugares señalados (A ó B) para intentar soltar una tuerca muy apretada, ¿en qué caso se logra un mayor torque y sentido del torque ?

Problema de Aplicación N°04

• Se aplica una fuerza de 40 N para abrir una puerta. La fuerza actúa en un punto donde el radio de giro mide 0,4 m; si el ángulo entre la fuerza y el radio es de 90°, ¿cuál es el sentido, la dirección y el módulo del torque resultante?

F

r

Problema de Aplicación N°05

• Un plomero aficionado trata de aflojar una tuerca parándose en una extensión del mango de la llave. Calcular la torca con respecto a la tuerca.

¿ QUÉ FUERZAS QUE NO PRODUCEN TORQUE ?

Fuerza en el eje de rotación (F1)

Fuerza paralela al brazo (F2)

LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO

Primera condición o condición de traslación

Segunda condición o condición de rotación

EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO

Problema de Aplicación N°06

• Un tablón uniforme de 5,0 m de largo y 150,0 kg está articulado en A. En B esta sostenido por una cuerda ubicada a 1.5 m del extremo inferior del tablón, formando un ángulo de 90º con el tablón, como se ve en la figura. Calcule la tensión de la cuerda y la fuerza de la articulación en A.

Problema de Aplicación N°07

• En el sistema de la figura, una fuerza horizontal F, cuya línea de acción pasa por el centro de un tambor de radio R y peso P, se aplica sobre el tambor, para hacerlo subir por un escalón de alto R/2. Calcule el valor de la fuerza.

Problema de Aplicación N°08

• En la siguiente figura se muestra una varilla uniforme de 40 N de peso y 6 m de longitud. Calcule la tensión de la cuerda que sostiene a la varilla.

Problema de Aplicación N°09

• calcule la tensión sobre el cable del puente de la figura, si este puente mide 150 m y todo su peso (10000 N) se concentra a 75 m del eje de giro.

60º

T

W

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Wilson, Buffa. Física. Ed. Pearson. 6°edición. Parte 1, cap.2.

2. Sears Zemansky. Física Universitaria. Ed. Pearson. 12°ed. Cap 2.