[...] el efecto que una fuerza produce a un cuerpo es cambiar su estado de movimiento y deformarlos, pero además esta es capaz de producir un efecto de rotación, cuando este puede rotar alrededor de un cierto punto.
Se denomina momento de una fuerza, o torque, a aquella magnitud vectorial que es una medida de la capacidad de rotación que dicha fuerza es capaz de producir a un cuerpo, cuando este puede rotar alre-dedor de un punto que se considera fijo.
Por ejemplo consideremos el caso de que una persona intenta aflojar una tuerca de una llanta de un camión.
En un primer caso la fuerza se aplica a 0,2 m de la tuerca y en un segundo caso se aplica a 0,3 m.
¿En cuál de los dos casos la persona, aplicando la misma fuerza, producirá mayor efecto de rotación? Es obvio que en el segundo caso. Esto se explica por la mayor distancia que existe entre la fuerza aplicada y el eje de rotación.
El módulo del momento de una fuerza se determina multiplicando el módulo de dicha fuerza (F) por el brazo de dicha fuerza (d), definida como la distan-cia del centro de rotación, o centro de momentos, a la línea de acción de la fuerza (perpendicular traza-da desde el centro de rotación a la recta donde ac-tua la fuerza), es decir:
MF = F . d
La dirección del momento de una fuerza es perpendicular al plano definido por la línea de acción de la fuerza F y el centro de rotación y su sentido se determina por la regla de la mano derecha.
Cuando sobre un cuerpo solo intervienen fuerzas coplanares (todas se encuentran en un mismo plano), alguna de ellas tenderán a producir una rotación antihoraria mientras que otras, una rotación horaria. En este caso se consideran, por convención, que son positivos los momentos relacionados con una rotación antihoraria y negativos los relacionados con una rotación horaria.
Si la línea de acción de una fuerza pasa por el centro de rotación, o centro de momentos, el momento producido por dicha fuerza es nulo.
Cupla o par de fuerzas
Se denomina cupla o par de fuerzas a un sistema formado por dos fuerzas de igual valor que poseen direcciones opuestas.
Dicho sistema de fuerzas NO puede ser reducido a una única fuerza resultante.
El efecto que produce, o tiende a producir, una cupla sobre un cuerpo es una rotación pura.
El plano en el cual se encuentran las dos fuerzas se denomina plano de la cupla y la distancia entre las líneas de acción de las fuerzas se denomina brazo de la cupla.
El módulo del momento de la cupla se obtiene multiplicando el módulo de cualquiera de las fuerzas por el brazo de la cupla.
MF = F . d
La dirección del momento de la cupla es perpendicular al plano de la cupla y su sentido se determina por la regla de la mano derecha.
Equilibrio de un cuerpo
Primera condición de equilibrio
Un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si la fuerza resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre él es nula.
Segunda condición de equilibrio
Un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si el momento resultante de todas las fuerzas que act-úan sobre él, respecto de cualquier punto, es nula.
Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir que la suma aritmética de los momentos relacionados con rotaciones antihorarias debe ser igual a la suma aritmética de los momentos rela-cionados con rotaciones horarias.
En general, un cuerpo se encontrará en equilibrio traslacional y equilibrio rotacional cuando se cumplen las dos condiciones de equilibrio.
Créditos:
Link: http://www.didactika.com/fisica/estatica/momento_fuerza.html
Link: http://www.didactika.com/fisica/estatica/2da_condicion_equilibrio.html
Consultado 31/05/11.Link: http://www.didactika.com/fisica/estatica/2da_condicion_equilibrio.html
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