Page 125 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Resumen Equilibrio rotacional: Un cuerpo en equilibrio rotacional
no tiene un momento de torsión resultante que actúe so­
Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas que no tienen la mis­ bre él. En tales casos, la suma de todos los momentos
ma línea de acción o no se intersecan en un punto común, pue­ de torsión respecto a cualquier eje debe ser igual a cero.
de haber rotación. En este capítulo se presentó el concepto de Los ejes pueden elegirse en cualquier parte puesto que el
momento de torsión como una medida de la tendencia a girar. sistema no tiene la tendencia a girar respecto a cualquier
Los principales conceptos se resumen a continuación: punto. Ésta se llama la segunda condición de equilibrio y
3 El brazo de palanca de una fuerza es la distancia perpen­ se escribe como
dicular que hay entre la línea de acción de la fuerza y el
La suma de todos los momentos de torsión respecto
eje de rotación.
a cualquier punto es cero.
e El momento de torsión con respecto a un eje determinado
se define como el producto de la magnitud de una fuerza 2 7 = 0
por su brazo de palanca:
El equilibrio total existe cuando se satisfacen la primera
Momento de torsión = fuerza X brazo de palanca y la segunda condiciones de equilibrio. En tales casos, se
pueden escribir tres ecuaciones independientes:
Es positivo si tiende a producir movi­
miento en contrasentido al avance de
las manecillas del reloj y negativo si 0
el movimiento se produce en el mismo 0
sentido de las manecillas.
Al escribir estas tres ecuaciones para una situación
r = Fr específica se pueden determinar fuerzas, distancias y mo­
mentos de torsión desconocidos.
El momento de torsión resultante t r con respecto a un eje
particular A es la suma algebraica de los momentos de El centro de gravedad de un cuerpo es el punto a través
torsión producidos por cada fuerza. Los signos se deter­ del cual actúa el peso resultante, independientemente de
minan por la convención ya mencionada. cómo esté orientado el cuerpo. Para las aplicaciones que
incluyen momentos de torsión, se puede considerar que el
F,r, + F2r2 F3r3 + peso total del objeto actúa en este punto.

Conceptos clave

brazo de palanca 95 equilibrio rotacional 94 línea de acción 94
centro de gravedad 104 fuerza 96 momento de torsión 96
eje de rotación 94

Preguntas de repaso
5.1. Usted levanta con la mano derecha una male­ 5.4. Si se sabe que el peso de un ladrillo es de 25 N,
ta pesada. Describa y explique la posición de su explique cómo podría usar una regla graduada y un
cuerpo. punto de apoyo o pivote para determinar el peso de
5.2. Un truco de salón consiste en pedir a una persona una pelota de béisbol.
que se coloque de pie contra una pared con los pies 5.5. Describa y explique los movimientos de brazos y
juntos, de manera que la parte lateral de su pie de­ piernas que hace una persona que camina sobre
recho se apoye contra la pared. A continuación se una cuerda floja para no perder el equilibrio.
le pide que levante su pie izquierdo del suelo. ¿Por 5.6. Comente acerca de los siguientes artefactos y la
qué no le es posible hacerlo sin caer? aplicación que en ellos se hace del principio del
5.3. ¿Por qué una minivan tiene más probabilidades momento de torsión: (a) destornillador, (b) llave
de volcarse que un Corvette u otros autos depor­ de tuercas, (c) pinzas, (d) carretilla de mano, (e)
tivos? cascanueces y (f) palanca (alzaprima).

106