Cuando hay un objeto en equilibrio, no hay una tendencia neta a que se mueva o cambie. Cuando no hay fuerza neta que actúe para hacer que un objeto gire (es decir, no hay torsión), se considera que está en "equilibrio de rotación". Sin embargo, un estado de equilibrio no significa que no haya fuerzas que actúen en el cuerpo, significa que las fuerzas están balanceadas.
Si a un cuerpo que puede girar alrededor de un eje, se la aplican varias fuerzas y no producen variación en su movimiento de rotación, se dice que el cuerpo puede estar en reposo o tener movimiento uniforme de rotación. También se puede decir que un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si la suma algebraica de los momentos o torques de las fuerzas aplicadas al cuerpo, respecto a un punto cualquiera debe ser igual a cero.
En ciertas ocasiones la aplicación de una fuerza puede provocar la rotación de un cuerpo.Como la chica de la foto que empuja una de las alas de la puerta giratoria y la obliga a rotar alrededor de un eje vertical.
Durante la rotación, en este u otro caso, hay un punto (o un eje) que permanece fijo y el sistema gira alrededor de él.
Agreguemos a la situación de la puerta giratoria otros ejemplos cotidianos:
Analicemos esto con más cuidado.
Por ejemplo: si en la llave de tuercas de la figura se aplica la fuerza F2, en la dirección del mango, no se logra ningún efecto de ajuste o desajuste.
En cambio si la aplicamos perpendicularmente al mango, la llave gira (F3).
Pero hay más. La experiencia muestra que es mucho más efectivo aplicar la fuerza lo más lejos posible de la tuerca (F1).
Cuando es necesario que un cuerpo no rote, se debe asegurar que sus momentos positivos y negativos se contrarresten, lo que se logra, es que el cuerpo cumple la segunda condición de equilibrio: un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación cuando la suma algebraica de todos los momentos respecto a cualquier punto es igual a cero. La ecuación para calcularla es: ∑Mo=0., que es la sumatoria de todos los momentos que actúan sobre el cuerpo.
¿Qué es momento de fuerza?
El momento de fuerza, torsión o torca (Mo), se define como la capacidad que tiene una fuerza al actuar sobre un brazo de palanca, de originar un movimiento de rotación con dirección perpendicular al plano en el cual se encuentran. El momento de una fuerza forma un sistema en tres dimensiones, ya que fuerza y brazo pueden encontrarse sobre el eje xy y el momento producido se manifiesta sobre el eje z.
Hay dos maneras de acrecentar la rotación. La primera consiste en aumentar la fuerza aplicada; la segunda, que es la mas común, incrementando la longitud del brazo de palanca.
¿El signo de los momentos?
El momento de una fuerza es un vector y si su efecto de rotación es un sentido contrario a las manecillas del reloj [+] se considera positivo; pero si lo hace en el mismo sentido [-] es negativo. Esto nos plantea la necesidad de considerar dos magnitudes al analizar el estado de rotación de un cuerpo: la fuerza que se aplica y la distancia a la cual se la aplica.
Daremos aquí una nueva definición que nos resultará muy útil a la hora de comprender y describir el equilibrio de rotación.
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