Momento de una fuerza

Dos aspectos importantes se deben de conocer y de tomar en cuenta antes de poder definir el momento correcto de una fuerza. El primero de ellos, la fuerza, es una acción tal que cuando es aplicada sobre un determinado cuerpo es capaz de modificar su velocidad, causando una aceleración o un cambio determinado en su forma. La segunda definición que nos interesa es la de fuerza, la cual es una magnitud vectorial, en otras palabras, una fuerza que además de un módulo, tiene también una dirección y un sentido. El momento es el encargado de ver la intensidad de la fuerza con la cual se intenta hacer girar a un cuerpo rígido. El momento puede llegar a aumentar si aumenta la fuerza que es aplicada como si aumenta la distancia desde el eje hasta el punto de aplicación de la fuerza.

• Unidad: N · m
• Fórmula: M=F⋅r⋅sin α

¿Qué es el momento de una fuerza?

El momento de una fuerza con respecto a un punto determinado, es una magnitud vectorial que se obtiene del producto vectorial del vector que se encuentra en posición del punto de aplicación de la fuerza.

Definición

El momento de una fuerza en relación con un punto, nos da a conocer en qué medida se puede dar la capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para lograr cambiar el estado de la rotación del cuerpo alrededor de un eje que pasa por un determinado punto. El momento de una fuerza por lo general produce una aceleración angular, en otras palabras, produce un cambio en la velocidad de giro en el cuerpo sobre el cual es aplicado y es una magnitud característica en los elementos que son sometidos a torsión, como por ejemplo en los ejes de maquinaria o a flexión como por ejemplo en las vigas.

Se denomina también como momento de una fuerza, o torque como también se le conoce, a aquella magnitud vectorial la cual es una medida de la capacidad de rotación que dicha fuerza es capaz de producir en un cuerpo determinado, cuando este cuerpo tiene la capacidad de rotar alrededor de un punto que es considerado como un punto fijo. El momento de una fuerza es un concepto es un concepto muy utilizado en el área de la física y nos sirve para poder resolver problemas de palanca en el momento que se necesite averiguar distancias o fuerzas. También es muy útil para poder resolver problemas de estática y equilibrio en general.

Cómo se calcula el momento de una fuerza

El momento de una fuerza o M→, se conoce también con el nombre de torque, momento dinámico o en algunas ocasiones es llamado únicamente momento. Este momento es una magnitud vectorial que se encarga de medir la capacidad que tiene una fuerza para poder alterar la velocidad de giro que posee un cuerpo. Su módulo puede ser obtenido mediante la siguiente expresión:

M=F⋅r⋅sin α

En donde:

• M se refiere al módulo del momento de una fuerza F→ la cual es aplicada sobre un cuerpo. Su unidad en el sistema internacional de medidas es el newton por metro (N · m).
• F se refiere al módulo que posee la fuerza. Su unidad en el sistema internacional de medidas es el newton.
• r es el módulo del vector de posición que se encarga de unir el centro o el eje de giro con el punto de origen de la fuerza que es aplicada. La unidad que la representa en el sistema internacional de medidas es el metro.
• α es el ángulo que se forma entre F→ y r→.

El valor del momento de una fuerza también puede llegar a ser obtenida como:

M=F⋅d

En donde:

• M representa el módulo del momento de una fuerza F→ que se aplica sobre un cuerpo.
• F es el módulo de la fuerza aplicada sobre el cuerpo.
• d es la distancia que existe entre el eje de giro y la recta sobre la que descansa la fuerza F.

Interpretación del momento de una fuerza

De acuerdo con lo estudiado, el momento de una fuerza no brinda una medida sobre la efectividad que poseen las fuerzas para poder producir un determinado movimiento de rotación o giro de un cuerpo. La intensidad o el momento de una fuerza siempre van a depender de la intensidad que la fuerza que actúa tiene. Dependiendo de los resultados pueden darse diferentes variaciones en el momento, las cuales son:

• A mayor fuerza corresponde mayor momento y recíprocamente.
• A mayor brazo, corresponde mayor momento y recíprocamente.
• Se puede obtener mayor, menor o igual
• Se obtienen un mayor
• El momento resulta menor.

Ejemplos

Algunos ejemplos del momento de una fuerza son los siguientes:

• Un ejemplo práctico del momento de una fuerza lo podemos observar en la llave mecánica que se utiliza para apretar tuercas y elementos similares. Cuanto más largo sea el brazo de la llave, más fácil es apretar o aflojar las tuercas.