6 votos

¿Qué es un momento?

Como alumno de 8º curso todavía soy un novato en ciencias y tengo problemas para entender las fuerzas que no puedo imaginar y una de estas "fuerzas" es el momento.

Se nos dice que,

$$\text{moment}= Nm$$ pero ¿cómo puede una determinada fuerza (es decir $N$ ) se aplique cuando haya $m$ ? ¿Cómo depende de la longitud del objeto considerado?

¿Y cómo se puede definir 1 momento a partir de esa representación?

Y cuál sería el efecto si el valor del momento se incrementa por la parte del newton en contraposición al efecto cuando el valor se incrementa por la parte de la longitud.

¿O el resultado es el mismo en ambos casos?

7voto

Dan Herbert Puntos 38336

El concepto de momento (o momento de fuerza) es el de una fuerza a distancia. No sólo mide la intensidad de la fuerza, sino también la distancia a la que se aplica (a efectos de rotación).

Considera un balancín con un oso y una mofeta.

PIK

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

Usted equipara los momentos

$$ \mbox{moment of bear} = \mbox{moment of skunk} $$ $$ x_B\, W_B = x_K\, W_K $$

donde <span class="math-container">$x_B$</span> y <span class="math-container">$x_K$</span> son las distancias (del oso y de la mofeta respectivamente), y <span class="math-container">$W_B$</span> y <span class="math-container">$W_K$</span> los pesos (del oso y de la mofeta respectivamente).

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

5voto

SkyBeam Puntos 541

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

Por ejemplo, si se utiliza una llave de un metro de largo y se aplica una fuerza de $1\,\mathrm{N}$ en el extremo de la llave se ejerce un par de $1\,\mathrm{Nm}$ en la tuerca, la cuestión es que, debido a la ley de las palancas, se aplica la misma fuerza para vencer el rozamiento entre la tuerca y el roscado si se tuviera una llave que es $0.1\,\mathrm{m}$ largo y se aplicaría 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 lo tanto la cantidad correcta para describir la acción sobre la tuerca es el par.

Para ampliar, el par es el análogo de la fuerza para el movimiento circular. Si, por ejemplo, consideramos un volante de inercia, tenemos la ecuación $\tau = J\alpha$ que es formalmente análogo a $F = ma$ y describe que hay que aplicar un determinado par para conseguir una determinada aceleración angular $\alpha$ . El factor $J$ se llama momento de inercia.

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

4voto

laerne Puntos 1

El momento no es una fuerza en sí misma, sino que es una cantidad que describe la tendencia de las fuerzas a provocar la rotación alrededor de un determinado pivote fijo. Consideremos, por ejemplo, la palanca simple. Cuanto más largo sea el brazo, más fácil será mover una determinada cantidad de peso con la misma fuerza. Esto se debe a que al hacer el brazo más largo se aumenta el momento de la fuerza en el objeto.

2voto

La clave que has pasado por alto es que el momento no es una unidad, por lo que no se dice '1 momento...'

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

Puedes visualizarlo pensando en empujar una puerta desde un punto muy cercano a la bisagra de la puerta, o un punto cercano al borde opuesto. Obviamente, es más fácil abrirla desde el borde.

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

  • la fuerza que se aplica (directamente proporcional)
  • la distancia entre el 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 par (o momento, si se prefiere) es $Nm$ porque la fórmula es: $\tau =F\times s$ .

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X