EQUILIBRIO Y ROTACIÓN
Muchos de los procesos y fenómenos cotidianos de nuestras vidas se relacionan con un campo de conocimiento de la ciencia, incluido dentro de la física, que comprende el estudio de lo que llamamos fuerzas, las responsables de interactuar con los objetos para determinar distintas situaciones de equilibrio (ya sea estable, inestable o indiferente) o para intervenir en diferentes artilugios que nos facilitan los trabajos (como sucede en el caso de los grifos o de la utilización de llaves para apretar los tornillos). Además, a partir de algunos de estos elementos, también se establecen ciertos conceptos, como sucede con el de momento de una fuerza. Fuerza
FUERZA DE ROTACIÓN Algunos aparatos cambian la dirección o la intensidad de una fuerza para que ciertos trabajos se realicen con menos esfuerzo. Así sucede por ejemplo al aplicar una fuerza de rotación sobre un eje (como en un grifo: la enorme presión del agua se controla con poco esfuerzo mediante una llave con un eje que empuja hacia abajo una arandela de cierre) o al dar vueltas a la cabeza de un tornillo con una llave, pues gracias al efecto de palanca, la fuerza de giro se incrementa con mayor intensidad en el avance de la rosca.
Fuerza
Par motor
EL EQUILIBRIO
Fuerza
Un objeto se encuentra en equilibrio cuando las distintas fuerzas que actúan sobre él se compensan de manera que se eliminan mutuamente. Si la velocidad inicial es nula, el cuerpo permanecerá en reposo.
Par motor doble
Centro de masa
Misma fuerza aplicada
Centro de masa
ESTABLE
INESTABLE
En este caso, un cuerpo separado ligeramente de su posición de equilibrio la recobra al dejarlo en libertad.
EQUILIBRIO INDIFERENTE
Aquí, el objeto se aleja todavía más de su posición inicial hasta alcanzar la situación de equilibrio estable.
Doble longitud de la llave
EL PAR MOTOR
Centro de masa
Este término se define como el resultado de ejercer una fuerza a cierta distancia de un eje de rotación, con lo que se consigue que un cuerpo gire (como sucede con la tuerca de la imagen superior). Al aplicar la fuerza desde más lejos del objeto (por ejemplo, con un mango más largo), el efecto de giro se aumenta.
En esta situación, el cuerpo se mantiene en su nueva posición al ser sometido a un desplazamiento.
MOMENTO Y EQUILIBRIO
Momento antihorario =300 N x 2 m =600 Nm
El momento de una fuerza se define como la medida del efecto de rotación que causa y se establece a partir del producto de la magnitud de la fuerza por su distancia a un punto o a una recta, que se mide perpendicularmente a la dirección de la fuerza. Para que haya equilibrio, es necesario que la suma de los momentos en torno a cualquier eje sea cero.
1 m
Momento
Momento horario
2 m
=200 N x 3 m =600 Nm
3 m
300 N
200 N Momento Infografía: Juan Emilio Serrano Textos: Manuel Irusta / EL MUNDO