Relación entre la fuerza neta y el par neto

¿Por qué las siguientes dos afirmaciones son falsas ?

  1. Si el par neto es cero, la fuerza neta debe ser distinta de cero.
  2. Si el par neto es distinto de cero, la fuerza neta también debe ser distinta de cero.

Respuestas (2)

  1. Si el par neto es cero, la fuerza neta debe ser distinta de cero.

El par se define como τ → = r → × F → , dónde × denota producto vectorial (cruz), y r → es vector desde el eje de rotación hasta el punto donde actúa la fuerza. Cuando no hay ninguna fuerza externa actuando sobre el cuerpo ( F → = 0 → ) o una o más fuerzas actúan en dirección transversal o paralela al eje de rotación, el par será cero.

Además de esto, para que un objeto esté en equilibrio , no debe tener tendencia a acelerar o comenzar a girar. Lo primero significa que la fuerza neta es cero, y lo segundo significa que el momento angular y el momento de torsión neto en cualquier punto son cero.

Por lo tanto, el par cero no requiere una fuerza neta distinta de cero . Ambos pueden ser cero al mismo tiempo.

  1. Si el par neto es distinto de cero, la fuerza neta también debe ser distinta de cero.

Imagine una barra girada en el centro. Una fuerza actúa en el extremo izquierdo hacia abajo y la otra fuerza actúa en el extremo derecho hacia arriba. Si las dos fuerzas tienen la misma magnitud, entonces la fuerza neta es cero pero el par neto resultante no es cero. Por lo tanto, podría haber una fuerza neta cero que produciría un par distinto de cero.

Ilustración de equilibrio

Fuente: HD Young, RA Freedman, "University Physics with Modern Physics in SI Units", 15.ª ed., 2019.

Interesante. Fuerza neta igual a cero no implica potencia igual a cero. No había pensado en el hecho de que las fuerzas opuestas pueden cancelarse entre sí mientras aún se está trabajando, pero tiene sentido.
Entonces, la fuerza neta en las bielas de una bicicleta será cero si presiona ambos pedales por igual, pero aún está haciendo trabajo.
@DuncanC En movimiento de traslación el trabajo es F Δ s , y en el movimiento de rotación el trabajo es τ Δ θ . En el caso de una bicicleta, la potencia de traslación de las piernas es cero, pero la potencia de rotación es τ ω que se convierte en movimiento de traslación.

Solo echa un vistazo a la fórmula:

τ → = r → × F → ⇔ τ = r F ⊥ .

  • el par τ puede ser cero, si r = 0 . Entonces el F componente no tiene que ser cero. Eso corresponde a que intente girar una fina capa con solo agarrarla y girarla: la longitud del brazo de la palanca es tan pequeña que su par aplicado es básicamente cero, incluso cuando aplica una gran fuerza.

  • Pero si cualquiera de los dos parámetros multiplicados r o el F componente son cero, entonces matemáticamente el par se vuelve cero también. Eso corresponde a que finalmente aplique una llave adecuada para girar su tornillo con un largo brazo de palanca. r , pero no está tirando... Por lo tanto, no se ejerce ningún par.

Relación entre la fuerza neta y el par neto
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v