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Dinámica del punto material

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La Dinámica del punto material es la parte de la mecánica que estudia las características del movimiento y las causas que lo originan.

La fuerza es cuando sobre una partícula se produce una aceleración, la causa es una fuerza. Pero no siempre una fuerza ejercida sobre un cuerpo produce una aceleración. Pensemos que ejercemos una fuerza que sea insuficiente para deformar un resorte debido a su reacción elástica. O que empujamos sobre un muro, donde su reacción elástica impide cualquier movimiento.

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Medidas (S.I.) es el Newton (N), que es la fuerza necesaria para imprimir a una masa de 1 kg una variación de aceleración de 1 m/s2.

Momento de una fuerza

El momento Vector M de una fuerza Vector F con relación a un punto O es el producto vectorial del vector de posición Vector r con relación a un punto O, llamado también brazo, referido a O, del punto de aplicación de la fuerza por el vector fuerza Vector F.


Fórmula del momento de una fuerza

La dirección de Vector M es perpendicular al plano formado por Vector r y Vector F. El sentido viene dado por la regla de la mano derecha: el dedo índice señala la dirección Vector r, el dedo corazón o dedo medio Vector F. El dedo pulgar señalará la dirección de Vector M.


Dibujo de la regla de la mano derecha para ver el sentido de una fuerza

El módulo de Vector M, por ser un producto vectorial, será:


Fórmula del módulo del momento de una fuerza

Cuando Vector F y Vector r estén alineados, el momento Vector M será nulo. Cuando Vector F y Vector r sean perpendiculares, el momento Vector M será máximo.

Teorema de Varignon. Debido a la propiedad distributiva del producto vectorial, el momento respecto a un punto de la fuerza resultante de otras fuerzas es igual a la suma de los momentos respecto a ese mismo punto de las fuerzas componentes.

La unidad del momento de una fuerza, en el S.I. es N.m.

Momento de un par de fuerzas

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Un par de fuezas son dos fuerzas de igual intensidad y sentido contrario, separadas por una distancia d llamada brazo del par. Un par de fuerzas ocasiona un movimiento de rotación, no un movimiento de traslación.

Aunque la resultante de dos fuerzas iguales y de sentido contrario es nula, la resultante de los momentos de un par de furzas no lo es.

El momento de un par de fuerzas es un vector libre Vector M perpendicular al plano del par y de sentido determinado por la regla de la mano derecha o del sacacorchos.


Dibujo del momento de dos fuerzas

El módulo del momento de un par de fuerzas es el producto del módulo de una de las dos fuerzas por la distancia que separa a sus rectas directrices.


Fórmula del módulo del momento de un par de fuerzas

Las unidades, en el S.I. son N.m.

Un ejemplo de un par de fuerzas es cuando, con ambas manos, giramos el volante de un coche.


Dibujo de un ejemplo de momento de dos fuerzas, girando el volante de un coche.

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