Momento de una fuerza – regla de los momentos y par de fuerzas

FísicaFuerzas y dinámicaEdades 15–16Laboratorio virtual

Usar con mi clase

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

  1. ¿Qué disposiciones de pesas a la derecha dejan la barra horizontal si hay dos pesas en el agujero 3 de la izquierda?
  2. ¿Por qué la misma pesa inclina más la barra cuando cuelga de un agujero más alejado del eje?
  3. ¿Cómo cambia el momento del par de fuerzas si duplicas la distancia d entre las dos fuerzas?