¿Qué es un momento?

El concepto de momento (o fuerza momento) es el de una fuerza a distancia. No solo mide qué tan fuerte es la fuerza, sino también qué tan lejos se aplica (para propósitos de rotación).

Considere un balancín con un oso y una mofeta.

Para cuantificar la idea de "equilibrio", necesita una descripción del peso de cada objeto, así como a qué distancia se aplica este peso en relación con el punto de apoyo (triángulo rojo).

Igualas los momentos

_{dónde$x_B$y$x_K$son las distancias (del oso y la mofeta respectivamente), y$W_B$y$W_K$los pesos (del oso y la mofeta respectivamente).}

las unidades son$\mbox{[force]} \times \mbox{[distance]}$por momentos En el sistema SI que es$\rm N\,m$(Newton-metro) y en las unidades habituales$\rm lbs\;ft$(Lb-pie).

$\mathrm{Nm}$no es el momento (o torque), sino la unidad física de torque en el sistema de unidades SI. El par se define como$\tau = F_\bot d$esa es la componente de la fuerza ortogonal a la línea que conecta el punto de acción y el punto de pivote multiplicada por su distancia.

Por ejemplo, si usa una llave de un metro de largo y aplica una fuerza de$1\,\mathrm{N}$al final de la llave ejerces un torque de$1\,\mathrm{Nm}$sobre la tuerca, la cuestión es que, por la ley de las palancas, se aplica la misma fuerza para vencer el rozamiento entre la tuerca y la rosca si tuvieras una llave que es$0.1\,\mathrm{m}$de largo y aplicarías la fuerza de$10\,\mathrm{N}$(dando también un par de$\tau = 0.1\,\mathrm{m} \cdot 10\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{Nm}$). En este sentido, se acciona la tuerca con la misma fuerza en ambos casos y, por tanto, la cantidad correcta para describir la acción sobre la tuerca es el par.

Para extender, el par es el análogo de la fuerza para el movimiento circular. Si, por ejemplo, considera un volante, entonces existe la ecuación$\tau = J\alpha$, que es formalmente análoga a$F = ma$, y describe que debe aplicar un cierto par para lograr una cierta aceleración angular$\alpha$. El factor$J$se llama momento de inercia.

Para que un cuerpo rígido permanezca en reposo, la suma de las fuerzas debe ser cero (de lo contrario, el centro de masa se acelerará y el cuerpo no estará estático) y la suma de los pares debe ser cero (de lo contrario, el cuerpo rígido comenzará a girar y por lo tanto no será estático).

El momento no es una fuerza en sí mismo, sino una cantidad que describe la tendencia de las fuerzas a provocar la rotación alrededor de un cierto pivote fijo. Considere, por ejemplo, la palanca simple. Cuanto más largo hagas el brazo, más fácil será mover una cierta cantidad de peso con la misma fuerza. Esto se debe a que al alargar el brazo aumentaste el momento de la fuerza en el objeto.

Lo más importante que te perdiste es que el momento no es una unidad, así que no dices '1 momento...'

El momento es lo mismo que el par, del que probablemente ya tenga una comprensión intuitiva. Es una medida de su capacidad para provocar la rotación con fuerza.

Puede visualizarlo pensando en empujar una puerta desde un punto muy cerca de la bisagra de la puerta, o un punto cerca del borde opuesto. Obviamente es más fácil abrirlo desde el borde.

Esto nos lleva a nuestra fórmula. Su capacidad para abrir la puerta está influenciada por:

• la fuerza que aplicas (directamente proporcional)
• la distancia entre su punto de aplicación de la fuerza y ​​el eje central alrededor del cual gira la puerta (directamente proporcional de nuevo)

Por lo tanto, encontramos que la unidad de torque (o momento, si lo prefiere) es$Nm$, porque la fórmula es:$\tau =F\times s$.