Ejercicio Física Propuesto - Movimiento de una Fuerza o Torque

Carlos
Jimenez
FÍSICA PARA TODOS
MOMENTO DE UNA FUERZA o TORQUE
Es una magnitud vectorial, donde su magnitud indica
el grado de giro que produce una fuerza a un cuerpo
alrededor de un punto denominado: centro de
momentos o centro de giro. La dirección del vector
momento es perpendicular al plano formado por el
centro de giro y la línea de acción de la fuerza y su
sentido se determina mediante la regla de la mano
derecha.
CASO PARTICULAR:
Cuando una fuerza actúa directamente en el centro de
momentos o su línea de acción pasa por dicho punto,
el momento producido por la fuerza es cero.
MOMENTO RESULTANTE
Es la suma de los momentos producidos a un cuerpo o
sistema alrededor del mismo punto.
Momento resultante:
CONVENCIÓN DE SIGNOS
1. Si el cuerpo gira o intenta girar en sentido horario,
debido a una fuerza "F", se dice que el momento
producido por dicha fuerza es negativo
Ejemplo: Determinar el momento producido por las
fuerzas aplicadas en la barra horizontal, con respecto
del punto “A”
15 N
30 N
1m
2m
B
20 N
25 N
Ejemplo: El momento que produce la persona
alrededor del punto A es negativo.
2m
A
Con respecto al punto “A”, la fuerza de 15 N no
produce giro; luego:
El momento que produce la fuerza de 25 N es positivo
+
A
1m
25 N
2. Si el cuerpo gira o intenta girar en sentido
antihorario, debido a una fuerza "F", se dice que el
momento producido por dicha fuerza es positivo.
+(25N)(1m) = +25 N-m
+(20N)(3m) = +60 N-m
30 N
+
Ejemplo: El momento que produce la persona
alrededor del punto A es positivo.
5m
A
B
-(30N)(5m) = -150 N-m
A
El momento resultante o la suma de momentos con
respecto al punto A es igual a:
0 + 25 + 60 – 150 →
-65 N-m
El signo (-) indica que la barra gira en sentido horario.
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PROBLEMAS PROPUESTOS
01. Calcular el momento de la fuerza “F” de magnitud
20 N, respecto al punto "O".
05. Hallar el momento resultante de las fuerzas
aplicadas a la placa rectangular mostrada, con
respecto al punto "O"
20 N
6N
F = 20 N
3m
O
A
5m
A) 100 N.m
D) 50 N.m
B) -100 N.m
E) -50 N.m
C) Cero
02. Calcular el momento de la fuerza que produce la
fuerza “F” de magnitud 10 N, respecto al punto "O"
F=10 N
O
53°
A
5m
A) 10 N
D) 40 N
O
4m
B) 20 N
E) 50 N
4N
A) -2 N.m
D) -6 N.m
B) +2 N.m
E) +3 N.m
C) +6 N.m
06. Determinar el momento producido por cada una
de las fuerzas que actúan sobre la lámina cuadrada
y el momento resultante con respecto al punto "O"
F1 = 60 N; F2 = 20 N; F3 = 70 N; F4 = 141 N
F2
F3
C) 30 N
F1
2m
03. Determine el momento de la fuerza de 10 N,
respecto al punto "A".
O
2m
F=10 N
F4
A) +120 N-m B) -120 N-m
D) -200 N-m E) -80 N-m
6m
C) +200 N-m
07. Calcular F, para que la barra no gire alrededor del
punto O.
60°
A
A) 30 N.m
D) 40 N.m
B) 20 N.m
E) 50 N.m
C) 10 N.m
04. Determine el momento de la fuerza de 20 N
respecto al punto A.
F=20 N
37°
O
2m
A) 12 N
D) 21 N
4m
B) 6 N
E) 24 N
C) 18 N
08 Determinar la relación entre las fuerzas F1 y F2 que
actúan sobre la barra, para que el momento
resultante con respecto al punto “A” sea cero.
2m
F2
A
A) -16 N.m
D) -64 N.m
6N
F
B) -24 N.m
E) -60 N.m
A
C) -32 N.m
1m
F1
A) F1 = F2
D) 2F1 = F2
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B) F1 = 2F2
E) 4F1 = F2
3m
C) F1=4F2
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09 Calcular el momento resultante respecto del punto
“A” , en el siguiente sistema.
5N
B
fuerza (en N-m) en el instante mostrado, alrededor
de la articulación.
6N
4N
8m
20 N
5N
8m
15 N
8m
37°
A
8N
A) +440 N-m B) -440 N-m
D) -320 N-m E) -120 N-m
C) +320 N-m
10 La barra ingrávida tiene longitud 5L, determine el
valor de F para que la barra no gire y el bloque que
pesa 60 N no se mueva.
F
A) -68
D) +88
B) +68
E) 0
C) -88
14. La figura muestra una placa, que tiene la forma de
un exágono regular de 10 cm de lado, sobre el cual
se encuentran actuando cuatro fuerzas. Encontrar
el momento resultante con respecto al punto "O"
25 N
2L
3L
48 N
53°
126 N
A) 30 N
D) 120 N
B) 60 N
E) 150 N
C) 90 N
O
11. Hallar el valor de la fuerza “F” para que el
momento resultante respecto al punto “O” sea
cero. El bloque pesa 60 N y la barra es ingrávida.
F
O
30°
2m
A) 120 N
D) 30 N
4m
B) 90 N
E) 10 N
C) 60 N
12. Si F1 = 2F2, y el momento resultante es cero, hallar
el valor de “x”
F
x
A) 1,5 N.m
D) 1,7 N.m
F1
B) 8 m
E) 15 m
B) 1,2 N.m
E) 1,8 N.m
B
2m
4m
F2
C) 1,4 N.m
15 Se tiene una barra doblada en forma de “L”
apoyada sobre una mesa. El extremo B de la barra
está fija a la mesa y se aplica en el extremo “A” una
fuerza de magnitud 5 N, de manera que produce
un momento de máximo valor. Calcular dicho
momento.
2m
A
B
A) 6 m
D) 9 m
14 N
A) 20 N-m
B) 14,1 N-m
D) 7,05 N-m E) 5 N-m
C) 12 m
13. Una placa cuadrada de poco peso tiene 10 m en
cada lado, sobre ella actúan 4 fuerzas como se
puede ver en el diagrama, halle el momento de
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A
C) 10 N-m