Una fuerza puede producir no solo un cambio en el movimiento de un cuerpo, sino también una tendencia a hacerlo girar. Para describir este efecto se utiliza el momento de una fuerza, también llamado torque.
El torque siempre se calcula respecto de un punto determinado, que tomaremos como punto o eje de giro. Una misma fuerza puede producir distintos torques dependiendo del punto respecto del cual se lo calcule.
El torque depende de la fuerza aplicada, de la distancia al punto de giro y del ángulo entre ambos:
donde:
Cuando la fuerza se aplica perpendicularmente, , y entonces:
Para trabajar con torques debemos elegir uno de los sentidos de giro como positivo. Por ejemplo, podemos considerar positivo el sentido antihorario y negativo el sentido horario. Esta elección es arbitraria, pero debe mantenerse durante todo el cálculo.
Si existe un torque neto respecto de un punto, el cuerpo tiende a girar aceleradamente respecto de ese punto. Es decir, su estado de rotación cambia.
Para abrir una puerta se aplica perpendicularmente una fuerza de sobre la manija, ubicada a de las bisagras.
El torque producido respecto de las bisagras es:
Si aplicáramos la misma fuerza más cerca de las bisagras, el torque sería menor y resultaría más difícil abrir la puerta. Esta relación entre fuerza y distancia al punto de giro es la idea fundamental que permite comprender el funcionamiento de las palancas.
Cuando actúan varias fuerzas sobre un cuerpo, cada una puede producir un torque respecto del punto elegido. El efecto total se obtiene sumando todos los torques, teniendo en cuenta sus signos:
Si la suma de los torques es cero:
el sistema se encuentra en equilibrio rotacional. Esto significa que, si estaba en reposo, no comenzará a girar; y si ya estaba girando, continuará haciéndolo de manera constante.
Esta idea puede pensarse como una generalización de la primera ley de Newton para el movimiento de rotación: si el torque total es nulo, el estado de rotación del cuerpo no cambia.
Resuelver los siguientes problemas.
Se coloca una tuerca con una llave como se muestra en la figura. Si el brazo "d" es igual a 25 cm y se le aplica una fuerza de 50 N, calcule el torque de apriete recomedado para la tuerca.
Las furgonetas Peugeot Partner naftera tiene un motor que puede entregar de torque. ¿Cuál es la fuerza de tracción que puede entregar si las ruedas tienen un radio de 32cm?
Determninar la fuerza en W para que el sistema quede en equilibrio.
Entrar en la pestaña "Laberinto de Equilibrio". En el recuadro donde están los ladrillos hay flechas, ir hasta la sección objetos misteriosos. Para los objetos e, f, g y h hacer lo siguiente