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lunes, 27 de abril de 2020

1 Bachillerato: Momento de una fuerza respecto a un punto

Observa el siguiente vídeo.
En el se define, lo que es el momento de una fuerza (se le llama también torque), sobre todo en inglés:
Además de la definición del vídeo, nosotros vamos, para simplificar, a denotar el momento de una fuerza como 
M=FxR, o bien
M=Fxb.
donde F es la fuerza R (o b, brazo) es la distancia entre el eje de giro y el punto de aplicación. En el vídeo, en  vez de M para momento usan la letra griega tao. Habrás visto, que denotamos el producto con el signo "x" en lugar de "·". Esto de debe a que se trata de un producto vectorial, pero no vamos a ahondar más en este punto.
Un momento de fuerzas tiende a provocar un giro, o a variar un estado de giro ya existente. Nosotros vamos a aplicar el momento de la fuerza a casos muy sencillos: 

  • Apriete de tuercas con llave
  • Giro de ruedas
  • Palancas.
En todos los casos, utilizaremos la ecuación simplificada M=F·R o M=F·b. 
Ahora intenta resolver estos problemas siguiendo las instrucciones de guía:
  • Un mecánico aprieta una tuerca de un neumático, aplicando una fuerza de 200N a una llave de una longitud de 80 cm (Este sería el brazo, b). Al pincharse la rueda, el conductor de un vehículo se encuentra en su cajetín de herramientas una llave de 25 cm de longitud. a) Calcula el momento de fuerzas que ha aplicado el mecánico b) Calcula, sabiendo que el momento que aplica el mecánico es el mínimo valor de momento necesario para aflojar esa tuerca, la fuerza que necesita ejercer ese conductor con su llave para poder aflojar la tuerca (¿Lo ves factible?)
  • Una motocicleta tiene una rueda trasera de 30 cm de radio. Al meter marcha, el motor acelera aplicando un momento de 90 N.m a la rueda ¿En que fuerza se aplicada al suelo se traduce? (ten en cuenta el radio de la rueda) Imagina que el suelo está lleno de aceite, y por tanto el coeficiente de rozamiento es muy bajo ¿Qué crees que le puede suceder a la rueda?
  •  Una carretilla (palanca de 2º grado) tiene un brazo menor de 50 cm (distancia de la carga al eje de la rueda) , que es el punto de equilibrio), y un brazo mayor de 1,20 m(distancia del mango al eje de la rueda). Supon que con la carretilla queremos levantar una masa de 80 kg. Calcula a) El momento de la fuerza, sabiendo que es un peso b)La fuerza necesaria para levantar la carretilla (a cuántos kg equivale?

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