Torque

Puede entenderse como el momento de fuerza o momento dinámico. Se trata de una magnitud vectorial que se obtiene a partir del punto de aplicación de la fuerza. 

En este sentido, el torque hace que se produzca un giro sobre el cuerpo que lo recibe. La magnitud resulta propia de aquellos elementos donde se aplica torsión o flexión, como una viga o el eje de una máquina. El momento de fuerza puede expresarse a través de la unidad newton metro.

En el caso específico de una fuerza que produce un giro o una rotación, muchos prefieren usar el nombre torque y no momento , porque este último lo emplean para referirse al momento lineal de una fuerza.

Para explicar gráficamente el concepto de torque , cuando se gira algo, tal como una puerta, se está aplicando una fuerza rotacional. Esa fuerza rotacional es la que se denomina torque o momento .

Cuando empujas una puerta, ésta gira alrededor de las bisagras. Pero en el giro de la puerta vemos que intervienen tanto la intensidad de la fuerza como su distancia de aplicación respecto a la línea de las bisagras.

La torca siempre se mide en torno a un punto O Observe que la torca siempre se define con referencia a un punto específico. Si cambiamos de posición este punto, la torca de cada fuerza puede cambiar

Un torque estático es la que no produce una aceleración angular. Alguien que empuja una puerta cerrada está aplicando una torca estática a la puerta, ya que esta no gira sobre las bisagras a pesar de la fuerza aplicada. Alguien que pedalea una bicicleta a velocidad constante también está aplicando una torca estática ya que no está acelerando.

La terminología empleada al describir la torca puede ser confusa. Los ingenieros utilizan a veces el término fuerza de torsión, o momento de fuerza indistintamente al de torca. También se le llama el torque. Al radio en el cual actúa la fuerza a veces se llama el brazo de momento.

La dirección de la torca se encuentra por convención usando la regla de la mano derecha. Si enrollas la mano alrededor del eje de rotación con los dedos apuntando en la dirección de la fuerza, entonces el vector de la torca apunta en la dirección del pulgar.

Ejemplo.

Dada la siguiente figura en la que las distancias entre el punto O y los puntos A y B son respectivamente 10 cm y 20 cm:

a) Calcule el valor del módulo del momento de torsión respecto al punto O si se aplica una fuerza de 20 N en el punto A.

b) Calcule cuál debe ser el valor de la fuerza aplicada en B para lograr el mismo momento de torsión que se obtuvo en el apartado anterior.

Solución

En primer lugar conviene pasar los datos a unidades del sistema internacional.

rA = 0,1 m

rB = 0,2 m

a) Para calcular el modulo del momento de torsión utilizamos la siguiente fórmula:

M = r ∙ F ∙ sen α = 0,1∙ 20 ∙ 1= 2 N∙m

b) Para determinar la fuerza pedida se procede de forma parecida:

M = r ∙ F ∙ sen α = 0,2∙ F ∙ 1= 2 N∙m

Despejando F se obtiene que:

F = 10 N

Ejemplo 2

Una mujer realiza una fuerza de 20 N sobre el extremo de una llave inglesa de 30 cm de longitud. Si el ángulo de la fuerza con el mango de la llave es de 30°, ¿cuál es el momento de torsión en la tuerca?

Se aplica la siguiente fórmula y se opera:

M = r ∙ F ∙ sen α = 0,3∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N∙m

Video Explicativo para tener mas claro los conceptos.

Ejemplo, Caso cotidiano