HT_SEMANA11_FÍSICA1 - Tifany Bérez

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 
 
 FÍSICA 1 LINEA DE FÍSICA 
UNIDAD III: DINÁMICA DE CUERPO RÍGIDO 
SESIÓN 11: MOMENTO DE FUERZA. 
TEORÍA 
 
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. Con esta definición 
se elimina la posibilidad de que el objeto tenga movimiento de vibración. Este modelo de cuerpo 
rígido es muy útil en muchas situaciones en las cuales la deformación del objeto es despreciable. El 
movimiento general de un cuerpo rígido es una combinación de movimiento de traslación y de 
rotación. 
 
 
MOMENTO O TORQUE DE UNA FUERZA. 
 
Magnitud física vectorial que mide la capacidad de una fuerza para producir un giro o rotación de 
un cuerpo respecto a un punto de pívot o un eje de giro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2DA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO 
 
Sobre un cuerpo rígido se aplica varias fuerzas, produciendo cada uno de ellos momento de fuerzas 
o torque sobre el cuerpo. El cuerpo rígido al no girar, está cumpliendo la 2da condición de equilibrio, 
es decir: 
 
∑�⃗⃗⃗� 𝑨
𝑭𝒊
𝒏
𝒊=𝟏
= �⃗⃗� 
 
 
�⃗⃗� 𝑂
𝐹 = 𝜏 𝑂 = 𝑟 × 𝐹 = |
𝑖̂ 𝑗̂ �̂�
𝑥 𝑦 𝑧
𝐹𝑥 𝐹𝑦 𝐹𝑧
| 
 
 
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1. Conocimiento/Comprensión 
2. Identifica los tipos de reacciones sobre la 
barra rígida del sistema y bosqueje el 
diagrama de cuerpo libre. 
 
 
3. Se aplica una fuerza de módulo 40,0 N 
para abrir una puerta. La fuerza actúa en un 
punto donde el radio de giro mide 0,400 m; 
si el ángulo entre la fuerza y el radio es de 
90,0, ¿cuál es el sentido, la dirección y el 
módulo del torque resultante? 
 
 
4. Sobre la carretilla actúan una fuerza F y su 
peso W, indicar si se hace momento 
respecto del eje de la llanta, y sus 
respectivos sentidos. 
 
 
5. Construya el Diagrama de cuerpo libre 
para el sistema de la figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Un plomero aficionado trata de aflojar 
una tuerca parándose en una extensión del 
mango de la llave. Indique el sentido del 
momento, así como su módulo respecto a 
la tuerca. 
 
 
PROBLEMAS Y EJERCICIOS A SOLUCIONAR 
EN CLASE POR EL DOCENTE 
 
2. Aplicación/Análisis 
1) Calcule el momento o torque de la 
resultante de las fuerzas 𝐹 1 = (4,00 𝑖̂ +
7,00 �̂� − 2,00�̂�N, 𝐹 2 = (3,00 𝑖̂ + 2,00 �̂�) 
N y 𝐹 3 = (3,00 𝑖̂ − 4,00 �̂� − 2,00 �̂�) N que se 
aplican a un objeto en la posición 𝑟 =
2,00 𝑖̂ − 2,00 �̂� ) N. 
2) Determinar el momento resultante 
producido por las tensiones mostradas sobre 
el apoyo O. 
 
 
 
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3) La figura muestra una barra OA 
homogénea de 5 N y 15 m de longitud en 
estado de equilibrio. Si el peso del bloque Q 
es de 10 N, hallar la tensión en la cuerda 
horizontal BC. (OB = 10 m). 
 
 
 
4) La mano de un carpintero ejerce una 
fuerza F sobre el mango de un martillo. 
Determine el momento de fuerza alrededor 
del punto A. F = 20 N. 
 
 
3. Síntesis/Evaluación 
1. Se tiene una barra de peso despreciable la 
cual se le ha aplicado las siguientes 
distribuciones de fuerzas F1 = 20 N, F2 = 30 N, 
F4 =15 N. Si la barra esta está anclada en O y 
el momento total es cero, hallar el valor de la 
fuerza F3. 
 
 
2. La grúa ejerce una fuerza P = 4,00 kN al 
final de su brazo de 20,0 m de longitud. Si θ = 
30,0°, determine el desplazamiento x para 
que el momento generado sea el máximo 
respecto de O. 
 
3) Determine el momento producido por las 
fuerzas FC y FB respecto del punto O. Así 
mismo determine el momento resultante. 
 
 
 
 
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4) La barra mostrada en la figura está 
sostenida por dos ménsulas situadas una en 
A y la otra en B. Determine el momento 𝑀𝐴𝐵 
producido por 𝐹 = −600𝑖̂ + 200�̂� − 300�̂� 
N, que tiende a girar la barra con respecto al 
eje AB. 
 
 
PROBLEMAS Y EJERCICIOS (PROPUESTOS) 
PARA EL ESTUDIANTE 
 
1. Calcule el torque respecto al origen, 
producido por una fuerza 𝐹 = (8,00 𝑖̂ +
5,00 �̂� − 2,00 �̂�) N, que se aplica a un objeto 
en la posición 𝑟 = (2,00 𝑖̂ − 3,00 �̂� −
2,00 �̂�) N. 
 
2. ¿A qué distancia de B debe colocarse el 
apoyo fijo para que la barra de peso 
despreciable y 3m de longitud, tenga un 
momento total igual a cero, las poleas son 
ingrávidas 
 
 
 
3. Se tiene una barra de peso despreciable la 
cual se le ha aplicado las siguientes 
distribuciones de fuerzas F1 = 20 N, F2 = 30 N, 
F4 =15 N. Si la barra esta está anclada en O y 
el momento total es cero, hallar el valor de la 
fuerza F3. 
 
4. Determine el momento de cada fuerza y el 
momento resultante respecto de A. Tómese 
FB = 40,0 N y FC = 50,0 N. 
 
 
5. Los dos hombres empujan la puerta como 
muestra la figura. Si FB=30 N, Determine la 
fuerza FA para que la puerta no gire. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 cm 3cm 
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