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MOMENTO DE UNA FUERZA

INTRODUCCIÓN

Por simplicidad y hasta el momento, hemos considerado que los cuerpos con los que trabajamos son puntos materiales y no nos ha importado en absoluto en que parte del cuerpo se aplicaban las fuerzas. Esto es una abstracción más que perfecta para introducirnos en el mundo de la dinámica, sin embargo los cuerpos reales son cuerpos extensos y el efecto que producen las fuerzas sobre ellos dependen del punto en el que se les aplique, dando lugar no solo a movimientos de traslación si no también de rotación (giros). El ejemplo más claro es el de una puerta. ¿Te la puedes imaginar?. ¿A que si la empujas hacia delante desde el punto más cercano a las bisagras tendrás que aplicarle más fuerza y se moverá más lenta que si los haces desde el pomo?. Como puedes comprobar, el sitio donde se aplica la fuerza importa... y mucho!.

MARCO TEÓRICO

Momento

El momento de una fuerza M, también conocido como torque, momento dinámico o simplemente momento, es una magnitud vectorial que mide la capacidad que posee una fuerza para alterar la velocidad de giro de un cuerpo. Su módulo se obtiene por medio de la siguiente expresión:

M=F⋅r⋅sin α

JUSTIFICACIÓN

Con el fin de evaluar el efecto que producen las fuerzas en las variaciones de la velocidad de giro se utiliza una magnitud denominada momento de una fuerza.

Para que te hagas una idea más clara, si la resultante de las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo son las responsables de provocar los cambios en la velocidad con la que se traslada, el momento resultante de las fuerzas que sufre un cuerpo es el responsable de los cambios en la velocidad con la que rota.

Momento de una fuerza

En la figura se muestra la rueda delantera, vista desde dos perspectivas, de una bicicleta a la que le hemos dado la vuelta y la hemos apoyado sobre su manillar y sillín. Si le aplicamos una fuerza F hacia abajo a una distancia r del eje de giro se generará el momento de dicha fuerza, que como puedes comprobar, es perpendicular al plano que forman F y r. Dicho momento provocará un cambio en la velocidad de rotación de la rueda.

Si observas atentamente la figura anterior puedes deducir que:

r⋅sin α = r⋅cos β = d

Esto implica que el valor del momento M de una fuerza se puede igualmente calcular de otra forma.

El valor del momento M de una fuerza se puede obtener también como:

M=F⋅d

donde:

M es el módulo del momento de una fuerza F→que se aplica sobre un cuerpo. Su unidad en el S.I. es el newton por metro (N · m).
F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el cuerpo. Su unidad en el S.I. es el newton.
d es la distancia entre el eje de giro y la recta sobre la que descansa la fuerza F. Su unidad en el S.I. es el metro.