Equilibrio Rotacional y Torque Resultante
El equilibrio rotacional es un concepto fundamental en la física mecánica que se relaciona directamente con el momento de torsión. Esta sección explora cómo se aplica el torque en sistemas con múltiples fuerzas y proporciona ejercicios resueltos de momento de torsión.
Cuando un cuerpo está sometido a varias fuerzas, el momento de torsión resultante es la suma algebraica de los torques individuales. Para que un cuerpo esté en equilibrio rotacional, la suma de todos los torques debe ser cero.
Definición: Un cuerpo está en equilibrio rotacional cuando la suma de todos los torques que actúan sobre él es igual a cero.
Matemáticamente, esto se expresa como:
ΣT = 0
Ejemplo: Consideremos una barra horizontal sometida a dos fuerzas: F₁ = 7N aplicada a 10 cm del punto de giro, y F₂ = 4N aplicada a 12 cm del punto de giro en dirección opuesta. Para que la barra esté en equilibrio:
F₁ × d₁ = F₂ × d₂
7N × 10cm = 4N × 12cm
70 Ncm = 48 Ncm
Como los torques no son iguales, la barra no está en equilibrio rotacional.
Este tipo de análisis es crucial en ingeniería y diseño, donde se busca el equilibrio en estructuras y máquinas.