Movimiento torque

Introducción

Mediante la siguiente práctica se busca obtener una mejor perspectiva de la aplicación del movimiento de torque, teniendo como antecedente para realizar la practica una tarea sobre el tema en la cual se definió el concepto y la forma en la que esta trabaja para poder ser aplicada.

Al tener una base teorica y esta al ser complementada con la practica realizada en el laboratorio se logra generar  una mejor perspectiva mas exacta, dinamica y didactica sobre el movimiento torque. Una vez que la teoria y la practica se desarrollan, esto nos permite comprender la aplicación que esta tiene en diversas situaciones de nuestra vida cotidiana y que nosotros como futuros ingenieros debemos de identificar para facilitar o dar solucion a distintos problemas de aplicación de movimiento torque en las diferentes areas de aplicación de una empresa.

La presente práctica de laboratorio contiene definiciones que tratan sobre el balance de torsión el cual está ligado al momento torque de una fuerza también mencionado en la práctica. Cabe mencionar que la buena comprensión de conceptos como la regla de la mano derecha o saber que el torque es negativo cuando la dirección está en sentido de las manecillas del reloj es fundamental para poner en práctica todo el tema de momento torque de una fuerza.

Definición del fenómeno.

En esta práctica nos basamos en un modelo construido físicamente con la ayuda de distintos materiales en el cual el reto fue mantener un goniómetro en equilibrio con ayuda de distintas masas (pesas) las cuales actuaron como la fuerza aplicada. Esto se hizo repitiendo varias veces el mismo proceso cambiando la distancia del transportador sobre la regla graduada y la fuerza aplicada para mantener el equilibrio de cada lado del goniómetro en donde estaban los transportadores. Comprobamos el equilibrio de rotación y el efecto de una fuerza dada sobre el movimiento de rotación de un cuerpo y se pudo observar que lo mencionado depende del valor de la fuerza y de la distancia del punto de aplicación de la fuerza al eje de giro y de la dirección de la fuerza con respecto a la línea. Así se pudieron cumplir las condiciones de equilibro.

Justificación

Esta práctica se realiza con los fines de complementar el tema de movimiento de torque es decir darnos una mejor comprensión gracias a la aplicación de este tema con los materiales adecuados, para que de esta manera se complementen los conocimientos teóricos con los conocimientos prácticos.

La razón para realizar esta práctica es argumentar y sustentar la relación de los datos obtenidos con el tema visto en la clase, es decir sabemos cómo interactúan la proporción de las fuerzas que se aplican sobre un determinado objeto (en el caso de la práctica los pesos con el equipo de trabajo) y el ángulo que se forma y la distancia que existe entre estos.

De esta manera se pretende ver de forma directa la aplicación del movimiento torque y así poder tener una mejor perspectiva sobre el tema y así poder aplicarlo en diferentes situaciones teóricas y prácticas.

Marco teórico

Se llama torque o momento de una fuerza a la capacidad de dicha fuerza para producir un giro o rotación alrededor de un punto, el torque se expresa en unidades de fuerza-distancia, se mide comúnmente en Newton metro (Nm).

La razón de cambio del movimiento depende no solo de la magnitud de la fuerza, sino también la distancia perpendicular entre su línea de acción y el eje de rotación.

[pic 1]

Donde r es la distancia en la línea recta entre el eje de rotación y el punto sobre el que actúa la fuerza y θ es el ángulo entre la línea de r y el vector fuerza F. El producto de la fuerza y el brazo de palanca se llama torque o momento de fuerza τ y su magnitud es:

Τ=r x F= rFsen θ

Regla de la mano derecha

[pic 2]

Tipos de torque

• Torque positivo= Cuando gira en sentido antihorario
• Torque negativo= Cuando gira en sentido horario
• Torque máximo= Cuando la fuerza y el radio del vector son perpendiculares
• Torque nulo= Cuando la fuerza pasa por el centro no genera torque

Condiciones para que haya torque

• Módulo de fuerza no se puede anular
• Brazo de fuerza no puede ser nulo
• Angulo entre el brazo y fuerza no puede ser de 0 o 180 grados

Unidades momento torque de una fuerza

• N*m
• Lb * pie

Otros conceptos que tambien debemos conocer son:

1. Equilibrio de rotación

Un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si la suma algebraica de los torques de las fuerzas aplicadas al cuerpo, respecto a un punto es igual a cero.

1. Rotación en sólidos rígidos

Para producir una variación en el momento angular es necesario actuar sobre el sistema con fuerzas que ejerzan un momento de fuerza. La relación entre el momento de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y la aceleración angular se conoce como momento de inercia (I) y representa la inercia o resistencia del cuerpo a alterar su movimiento de rotación.

1. Centro de Gravedad

Dado un cuerpo rígido de masa m sobre el que actúa la fuerza de gravedad terrestre, su centro de gravedad es un punto “del” cuerpo sobre el cual se considera que se concentra la acción de la fuerza.

1. Torque neto

 Sobre un cuerpo puede existir muchos torques actuando al mismo tiempo.

1. Cuerpo rígido

Se define como un cuerpo ideal cuyas partes (partículas que lo forman) tienen posiciones relativas fijas entre sí cuando se somete a fuerzas externas, es decir es no deformable.

1. Error de medición  

El error de medición se define como la diferencia entre el valor medido y el "valor verdadero". Estos afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas causas. Las que se pueden prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan deterministas o sistemáticos y se relacionan con la exactitud de las mediciones. Los que no se pueden prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocásticas se denominan aleatorios y están relacionados con la precisión del instrumento

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