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Máquina · Ingeniería · Máquina y Fuerza

Palancas y equilibrio de momentos

El momento de fuerza depende tanto de la magnitud de la fuerza como de la distancia entre el eje de rotación y la línea de acción de la fuerza. Compare el equilibrio de palanca incluyendo la dirección del momento de fuerza.

Experimento relacionado: Palancas y momento →
Palancas y momento
Palancas y momento: vista de la simulación →

Significado y funcionamiento

El torque describe el efecto de rotación de una fuerza alrededor de un eje. El brazo de palanca perpendicular es la distancia más corta entre el eje de rotación y la línea de acción de la fuerza.

Incluso una pequeña fuerza puede producir un gran momento de fuerza con un brazo de palanca largo. La misma masa suspendida tiene efectos diferentes cerca y lejos del punto de apoyo.

Relaciones y condiciones de validez

Al considerar las fuerzas que actúan verticalmente, el valor de τ=Fd, mientras que la fuerza de la gravedad es mg. Verificamos si la suma de los torques opuestos, con signos invertidos, es igual a 0.

El experimento omite las mediciones de la masa del bar y el coeficiente de fricción con los ejes, etc. Si un objeto no se mueve como un todo en equilibrio rotacional, las fuerzas también deben estar en equilibrio.

Qué observar en la simulación

Masas distintas se equilibran si masa por brazo es igual.

La palanca es rígida y sin masa; el apoyo no tiene fricción. La inclinación indica el momento neto, no una solución dinámica. No reproduzcas pruebas con cargas reales.

Relaciones y símbolos clave

τ = mgd · Στ = τright − τleft

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
τMomento de fuerzaN·m
dBrazo de palanca perpendicularm
FFuerza aplicadaN

Ejemplo resuelto

¿Cuál es la condición de equilibrio?

Momentos opuestos iguales · Masas distintas se equilibran si masa por brazo es igual.

Errores frecuentes

  • En lugar de utilizar cualquier distancia desde un punto dado hasta el foco, es necesario utilizar la distancia perpendicular a la línea de acción de la fuerza.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

OpenStax · University Physics Volume 1 (inglés)