3.1 Equilibrio de rotación
El efecto de giro de una fuerza viene dado por una magnitud llamada momento de la fuerza, que depende de la magnitud de la fuerza y de la distancia al eje de giro. En el caso de una puerta, de la fuerza con la que tiramos de ella y de la distancia desde el punto en que tiramos hasta el eje de la puerta, donde están las bisagras.
Fíjate en el simulador: el peso del portapesas por un lado y el dinamómetro por otro producen efectos de giro contrarios. Observa que el producto de lo que marca el dinamómetro por la distancia al tornillo de fijación de la regla es igual al peso de las pesas por su distancia al mismo punto.
Se cumple, por tanto, que ΣM=0, donde M=Fd, teniendo en cuenta el signo del momento de cada fuerza según sea el
efecto de giro que produce.
Por ejemplo, ve desplazando la pesa con una carga de 200 g desde la posición 0 a la posición 10 y comprueba que el sumatorio de los momentos es cero: las pesas hacen girar la barra en el sentido de las agujas del reloj y el dinamómetro al revés.
Observa el valor que marca el dinamómetro cuando está en la posición 10: indica 2 N. ¡Justamente el peso de las dos pesas! Se debe a que estar ahí equivale a estar colgando del dinamómetro, que entonces marca su peso.
Puedes comprobar los resultados añadiendo una o dos pesas más.
Actividad
En equilibrio de rotación
Para que el efecto de giro sea nulo y haya equilibrio de rotación, el momento total debe ser cero: ΣM=0, donde M=Fd, teniendo en cuenta el signo del momento de cada fuerza según sea el efecto de giro que produce.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Equilibrio en una regla
En el simulador siguiente se trata de ver hacia dónde gira la regla según sean los pesos y distancias que se cuelgan a cada lado del punto de apoyo, y de situarlas para que no gire. En todos los casos, la suma de los momentos es nula para que haya equilibrio de rotación.
a) Si colocas 2 N en la posición 5 del brazo izquierdo ¿a qué distancia debes colocar 4 N en el derecho para que la barra quede equilibrada?
b) Indica al menos dos formas diferentes de equilibrar la barra si hay colocados 4 N en la posición 3 de su parte derecha.
AV - Reflexión
Equilibrando la barra
Resuelve las diez pruebas que te propone el simulador siguiente, colocando la pesa que se te facilita en cada caso en la parte derecha de la barra para conseguir que permanezca equilibrada.
Si pulsas "Release" te indicará si la solución es correcta o no, pulsando Reset podrás repetir el ejercicio si la posición es errónea y pulsando "Next" pasarás al ejercicio siguiente.