Momento de una fuerza – regla de los momentos y par de fuerzas
FísicaFuerzas y dinámicaEdades 15–16Laboratorio virtual
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Laboratorio virtual con una barra que gira sobre un eje en su centro y tiene agujeros equidistantes: arrastra pesas a los agujeros de cada lado y la barra se inclina hacia el lado con mayor momento; solo queda horizontal cuando M₁ = F₁·d₁ es igual a M₂ = F₂·d₂. Una tabla registra cada ensayo para comprobar la regla de los momentos. El modo par de fuerzas muestra que dos fuerzas iguales y opuestas solo hacen girar la barra, con M = F·d.
Lección: Momento de una fuerza, equilibrio de un sólido rígido con eje fijo, par de fuerzas
Qué muestra
El momento mide el efecto de giro de una fuerza respecto a un eje: M = F·d, donde el brazo de palanca d es la distancia perpendicular del eje a la línea de acción de la fuerza. La barra, con el eje en su centro, tiene seis agujeros equidistantes por lado. Las pesas de la izquierda producen un momento antihorario y las de la derecha uno horario; la barra queda horizontal solo cuando ambos son iguales (regla de los momentos). En el modo Par de fuerzas, dos fuerzas paralelas, iguales y opuestas tienen resultante nula: la barra solo gira, sin ser empujada, con M = F·d.
Cómo usarla
Empieza en el modo Equilibrio de la barra (colgar pesas). La barra comienza inclinada a la izquierda, con tres pesas en el agujero 2 izquierdo y una en el agujero 3 derecho; pide a los estudiantes que predigan dónde añadir pesas para nivelarla y que lo comprueben arrastrándolas desde la caja. Pulsa Registrar tras cada disposición y compara M₁ y M₂ en la tabla. Cambia Peso de cada pesa o Distancia entre agujeros; al final, pasa a Par de fuerzas y toca otros agujeros para cambiar d.
Parámetros que puedes cambiar
- Modo Equilibrio de la barra (colgar pesas), Par de fuerzas
- Peso de cada pesa 0,1–2 N
- Distancia entre agujeros 2–10 cm
- Módulo de cada fuerza del par 0,2–3 N
- Mostrar brazos de palanca
Preguntas para explorar
- ¿Qué disposiciones de pesas a la derecha dejan la barra horizontal si hay dos pesas en el agujero 3 de la izquierda?
- ¿Por qué la misma pesa inclina más la barra cuando cuelga de un agujero más alejado del eje?
- ¿Cómo cambia el momento del par de fuerzas si duplicas la distancia d entre las dos fuerzas?