1. Momento de una fuerza

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Se denomina momento de una fuerza F respecto de un punto O, al producto vectorial del vector posición de la fuerza b (llamado brazo) por el vector fuerza F, es decir:

Donde b es el vector que va desde el punto de apoyo O, que será el centro del momento, o el eje de giro, hasta la línea de acción de la fuerza F, perpendicularmente.

En un producto vectorial, el resultado es un vector. Por eso el momento M es un vector perpendicular al plano determinado por los vectores b y F.

El momento de una fuerza se expresa en unidades de fuerza por unidades de distancia. En el Sistema Internacional la unidad se denomina Newton metro.

Imagen 03. Elaboración propia

Multimedia 01. wikipedia. Lic. creative commons

La similitud con la forma de actuar de una llave inglesa al aflojar o apretar una tuerca, nos ayuda a entender el significado físico de la magnitud momento de una fuerza, y a determinar correctamente el módulo, la dirección y el sentido del momento de una fuerza:

  • El módulo es el producto de la fuerza por su brazo (la distancia desde el punto O a la recta de acción de la fuerza). M=F·b
  • La dirección es perpendicular al plano que contiene la fuerza y el punto O centro de momento, y es la que marca el eje de la tuerca.
  • El sentido viene determinado por el avance o retroceso de la tuerca al hacer girar la llave.
  • Un momento se considera positivo si la llave gira en sentido contrario a las agujas del reloj, (antihorario).
  • Un momento se considera negativo si la llave gira en el sentido de las agujas del reloj, (horario).

El momento de una fuerza también es conocido con el nombre de par o torque (τ), y de él se derivan los conceptos: par de fuerzas y par motor que será profusamente empleado a lo largo del presente bloque temático.

Si bien dimensionalmente, sus unidades (N·m) parece equivaler al julio, no se utiliza esta unidad para medir momentos, ya que el julio conceptualmente es unidad de trabajo o energía, que son conceptos diferentes al de un momento de fuerza, que es una magnitud vectorial, mientras que la energía o el trabajo es una magnitud escalar.