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Page 1: Equilibrio rotacional, física

Física I

Docente: Ing. Jorge Barragán Salomón

Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No. 48

4° “E”

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2.3.2 Equilibrio rotacional• Es el momento de una fuerza o momento

de torsión.• Lo podemos definir como la tendencia de

una fuerza a girar. Es una magnitud vectorial.

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Ecuación matemática del momento de una fuerza

• La magnitud de una fuerza (F) y su brazo de palanca (r) son las que determinan el movimiento de rotación.

MOMENTO DE TORSIÓN = FUERZA X BRAZO DE PALANCAM= F x r

M= momento de torsiónF= fuerzaR= brazo de palanca

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Brazo de palanca• El brazo de palanca de una fuerza se

define como la distancia perpendicular desde la línea de acción de la fuerza al eje de rotación. 𝐹 𝑎

Brazo de palanca

Eje de rotación

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UnidadesLas unidades de MOMENTO DE UNA FUERZA son:

• newton x metro (NM),• libra x pie (Ib-pie),• kilogramos x metro (kgm).

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Momento de torsión resultante• En un sistema de fuerzas concurrentes, donde

éstas tienen un mismo punto de aplicación, la resultante se encuentra sumando las componentes x y y de cada fuerza.

• Las fuerzas que actúan sobre un mismo plano, que no tienen un punto común de aplicación, tendrán un momento de torsión resultante, que será igual a la suma algebraica de todos los momentos de torsión positivos y negativos.

= + +

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Equilibrio de fuerzas paralelas• Las condiciones de equilibrio se aplican

también a las fuerzas paralelas y son:Suma de fuerzas x igual a CEROSuma de fuerzas y igual a CEROSuma algebraica de todos los momentosIgual a CERO

= 0 = 0

∑❑

𝑀=0

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Ejemplos cotidianos• El equilibrio rotacional se puede aplicar en

todo tipo de instrumentos en los cuales se requiera aplicar una o varias fuerzas o torques para llevar a cabo el equilibrio de un cuerpo. Entre los instrumentos más comunes están la palanca, la balanza romana, la polea, el engrane, etc.

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Ejemplo• La aplicación de una fuerza puede provocar la rotación de

un cuerpo. Como el chico de la foto que empuja una de las alas de la puerta giratoria y la obliga a rotar alrededor de un eje vertical.Durante la rotación, en este u otro caso, hay un punto (o un eje) que permanece fijo y el sistema gira alrededor de él.

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• Centro de masa se define como el punto en el que, si un plano pasa por él, los momentos de las masas de un lado del plano son iguales a los momentos de las masas al otro lado del plano.

• Nos permite analizar el movimiento global de un sistema de partículas.

• Representa todo un sistema como una sola partícula o masa puntual.

• El centro de la masa de un cuerpo regular está en el centro geométrico.

Centro de masa

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• Es el punto donde se concentra todo el peso del cuerpo.

Centro de gravedad