EQUILIBRIO ROTACIONAL Y TRASLACIONAL. FUERZA Y TORCA

Para hacer que un cuerpo gire en forma circular, se le debe aplicar una fuerza a ese cuerpo, para que tenga una aceleración hacia el centro del círculo. (recuerda que la aceleración no solo es el cambio de rapidez del cuerpo, también es el cambio en su dirección).

Si la magnitud de la fuerza aplicada es constante también será constante la aceleración hacia el centro. Si se deja de aplicar fuerza, el cuerpo saldrá disparado en línea recta tangente al círculo.

FUERZA SOBRE UNA PARTÍCULA EN MOVIMIENTO CIRCULAR

Si tomamos un cuerpo que va en línea recta con velocidad constante y queremos que este cuerpo gire alrededor de un punto, tenemos que aplicarle una fuerza.

Una fuerza hacia el centro. Para determina la magnitud de la fuerza que debemos aplicar aplicamos la 2da ley de Newton y la fórmula de la aceleración radial.

La aceleración radial:

Entonces la fuerza neta sobre una partícula “m”, en movimiento circular uniforme será:

TORCA

Se define la torca o momento, como el producto de una fuerza aplicada a un brazo de palanca.

Véase la siguiente figura:

¡Ojo!

Como te darás cuenta, la torca es lo que en nuestra vida cotidiana llamamos palanca. Cuando aplicamos una palanca, vemos que el resultado es un incremento en nuestra fuerza; por ejemplo, cuando vamos a aflojar alguna tuerca.

Este incremento de nuestra fuerza es proporcional al largo de la palanca. Entre más largo sea la palanca mayor será la fuerza producida en el otro extremo.

CONDICIÓN DE EQUILIBRIO ROTACIONAL

Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio rotacional, la suma de todas las torcas que actúan sobre él debe de ser igual a cero.

Ejemplos de Torca

1.- Determina la magnitud de la fuerza “F” que mantiene en equilibrio la siguiente balanza:

         Primero determinamos las torcas en cada lado de la balanza:

         Después aplicando la condición de equilibrio rotacional:

         Es decir:

         Sustituyendo nuestros valores obtenemos:

         Despejamos F y realizamos las operaciones obtenemos:

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