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Física avanzada 1 (AP Physics 1)
Curso: Física avanzada 1 (AP Physics 1) > Unidad 7
Lección 3: Torca y equilibrioRepaso de torca y equilibrio
Repasa el concepto de torca y cómo es afectado por la fuerza aplicada y el brazo de palanca.
Términos clave
| Término (símbolo) | Significado |
|---|---|
| Torca (tau) | Medida de la acción de torsión causada por una fuerza que puede hacer que un objeto gire alrededor de un eje. Cantidad vectorial que en el SI tiene unidades de start text, N, end text, dot, start text, m, end text. |
| Torca neta (\Sigma, tau) | Suma de todas las torcas en un sistema. |
| Sistema en equilibrio | Cuando la torca neta en un sistema es cero. |
| Brazo de palanca | Distancia perpendicular desde el eje de rotación hasta donde se aplica la fuerza. Cantidad vectorial que en el SI tiene unidades de start text, m, end text. |
| Punto de pivote | Punto alrededor del cual gira un objeto. Aveces llamado fulcro o eje de rotación. |
Ecuaciones
| Ecuación | Significado de los símbolos | Significado en palabras |
|---|---|---|
| tau, equals, r, F, sine, theta, equals, r, start subscript, \perp, end subscript, F | tau es la torca, F es la fuerza aplicada, r es el radio desde el eje de rotación al lugar donde se ejerce la fuerza y theta es el ángulo entre F y r cuando estos vectores se colocan de la cola a la cola. | La torca es proporcional tanto al brazo de palanca como a la componente de la fuerza que es perpendicular al brazo de palanca. |
Cómo visualizar la ecuación de la torca
Una llave inglesa produce una torca en una tuerca si se le aplica una fuerza correctamente (ver Figura 1). La ecuación de la torca es:
Para producir una torca, debe aplicarse una fuerza F a alguna distancia r del punto de pivote. Ya que solo la componente perpendicular F, start subscript, \perp, end subscript produce una torca, la ecuación incluye sine, theta (ver Figura 2 a continuación).
La magnitud de la torca depende de:
- La fuerza aplicada F: fuerzas más grandes aumentan la torca.
- El radio r: incrementar el radio incrementa la torca.
- El ángulo entre la fuerza y el brazo de palanca theta: dirigir una fuerza perpendicular al brazo de palanca aumenta la torca.
Una fuerza aplicada puede dar como resultado una torca cero si no hay un brazo de palanca o si la fuerza aplicada es paralela al brazo de palanca (consulta las Figuras 3 y 4 a continuación).
Cómo determinar la dirección de la torca
La dirección de la rotación puede ser en sentido de las manecillas del reloj (smr) o en sentido contrario a las manecillas del reloj (scmr). Estos términos se refieren al movimiento de las manecillas de un reloj (ver Figura 5). En física, la dirección en sentido contrario a las manecillas del reloj se define como positiva y la dirección en sentido de las manecillas del reloj es negativa para las variables rotacionales.
Por ejemplo, una torca que hace que un objeto rote en sentido contrario a las manecillas del reloj es una torca positiva (ver Figura 6 a continuación).
Una torca que hace que un objeto rote en sentido de las manecillas del reloj es una torca negativa (ver Figura 7 a continuación).
Aprende más
Para una explicación más detallada de la torca, ve nuestro video sobre torca y equilibrio.
Para revisar tu comprensión y trabajar hacia el dominio de estos conceptos, revisa nuestros ejercicios:
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