Cómo calcular el par (física)

  • El par o momento de fuerza es la fuerza de rotación.
  • Así como una fuerza lineal es un empuje o un tirón , una fuerza puede ser torcida y un objeto se llama torque.
  • Matemáticamente, el torque se define como el producto transversal del vector por el cual el punto de aplicación de la fuerza gira en relación con el punto fijo y el vector de fuerza, que producen movimiento de rotación.

T = F × r

T = F • r sin (theta)

dónde,

T = magnitud del par,

r = distancia entre el punto de acción de fuerza y ​​el punto fijo.

F = magnitud de la fuerza

× denota el producto cruzado,

θ = Ángulo entre el vector de fuerza y ​​el vector del brazo de palanca

El par se define mejor como la tendencia de la fuerza a rotar un objeto alrededor de un eje, punto de apoyo o pivote. Puede calcular el par utilizando la fuerza y ​​el brazo de momento (la distancia perpendicular desde un eje a la línea de acción de una fuerza) o utilizando el momento de inercia y la aceleración angular.

Método primero

Usando la fuerza y ​​el brazo de momento: –

1) Identificar las fuerzas ejercidas sobre el cuerpo y sus correspondientes brazos de momento.

2) Use la ecuación para torque, τ = Fr, para simplemente reemplazar las variables con sus datos dados u obtenidos.

3) Utilice las convenciones de signos (positivo o negativo) para mostrar la dirección del par.

2do método
Uso del momento de inercia y aceleración angular

1) Comprenda cómo funciona el momento de inercia del cuerpo para comenzar a resolver el problema.

2) Elija la ecuación MI correcta.

3) Encuentra MI

4) Resolver la aceleración angular α, usando la fórmula, α = at / r

5) Use la ecuación, τ = Iα, para encontrar el torque

El par es el producto de una fuerza y ​​la distancia perpendicular al eje de rotación. ¿Qué quiero decir con distancia perpendicular? Realmente quiero decir que es un producto cruzado, pero hay probabilidades justas de que alguien solo esté aprendiendo sobre el torque. En la práctica, intenta hacer esto.

  1. Dibuje un diagrama del cuerpo sobre el que está actuando el par, incluida la fuerza que causa ese par, comenzando en el lugar del cuerpo donde se está aplicando y apuntando en la dirección correcta. Es mejor hacer esto para que el eje de rotación sea perpendicular al papel en el que está dibujando.
  2. Dibuja una línea desde el origen de la fuerza hasta el eje de rotación. Incorpore esta línea en un triángulo rectángulo convirtiéndola en la hipotenusa.
  3. Calcule la longitud de la pierna perpendicular a la fuerza (usando trigonometría). Esta es la distancia perpendicular.

Después de hacer esto varias veces, probablemente comenzará a notar que la magnitud del par es la fuerza multiplicada por el radio (desde el eje de rotación) hasta el seno del ángulo formado entre ellos. Por lo general, así es como calculamos el par en la práctica, pero dibujar el diagrama las primeras veces lo ayudará a comprender lo que está sucediendo y evitar errores menores.

El par (o momento) son dos fuerzas iguales paralelas pero opuestas, con una distancia perpendicular entre ellas. El par es entonces

T = FX d

donde T es el par, por ejemplo, pulgadas-libras,

F es la magnitud de (una) fuerza, por ejemplo, libras.

d la distancia entre los dos vectores de fuerza (opuestos) (por ejemplo, pulgadas)

Tenga en cuenta que la “llave dinamométrica” ​​habitual aplica solo una fuerza, pero la fuerza opuesta se genera automáticamente como una fuerza opuesta para el equilibrio. Además, en un cuerpo rígido, el par se puede aplicar en cualquier parte del cuerpo con el mismo efecto.