¿Por qué el momento de fuerza es mayor cuando se aplica a una distancia mayor del eje de rotación?

Le voy a dar una respuesta puramente intuitiva sin definir matemáticamente Torque, que es el análogo rotacional de la fuerza.

Tomemos una barra de masa M y longitud L que está articulada en un extremo. Si fijamos la fuerza aplicada como F en magnitud pero variamos el punto de aplicación manteniendo la fuerza normal a la varilla, vemos que la aceleración angular aumenta a medida que movemos el punto de aplicación hacia el extremo libre. ¿Por qué?

Por simplicidad considere un desplazamiento angular muy pequeño para que la fuerza F pueda ser tratada como normal en todo momento. La fuerza aplicada solo se refiere al movimiento de traslación de un solo punto, es decir, el punto de aplicación. Todos los demás puntos se mueven debido a la rigidez del cuerpo (fuerzas internas). Sin embargo, cuando la barra gira a través de un ángulo, cada punto se mueve a través del mismo ángulo. El movimiento lineal (traslacional) y la distancia recorrida son máximos para el punto más alejado del centro de rotación, es decir, el extremo libre. Esta es pura geometría del círculo. Por lo tanto, la fuerza es más efectiva cuando se aplica en un punto más alejado del centro de rotación. Por eso produce más torque.

Momento de fuerza, también conocido como Torque, es igual al producto de la Fuerza y la distancia perpenicular (r).

T = F * r

Considere una puerta con bisagras en un extremo para moverla en un camino circular. Si mantenemos el resultado final, es decir, la circunferencia cubierta por la puerta constante para todas las condiciones (es decir, el par es constante) , vemos que el producto de f y r debe permanecer constante.

Por lo tanto, a medida que r disminuye, f aumenta para mantener el producto igual.

El momento de fuerza en sí mismo se llama par, que no es más que el efecto rotacional de la fuerza.

Ahora, momento de fuerza (Torque) = Fuerza (F) x distancia perpendicular del eje (r).

Entonces, en la medida en que se aleja del eje de rotación, r aumenta y el par aumenta.

Imagine una puerta girando sobre el eje, por ejemplo.

Momento de fuerza = RXF

R = distancia del punto de aplicación de la fuerza desde el eje.

=> Si F es constante, el momento de fuerza (Ie, torque) es directamente proporcional a R.

=> A medida que R aumenta, el momento de fuerza también aumenta.

El momento de fuerza se define como el efecto de giro de la fuerza y ​​es matemáticamente igual al producto de la fuerza por la distancia más corta entre el eje de rotación y el lugar donde se aplica la fuerza, es decir

PAR = F × R

Por lo tanto, cuando R es mayor, entonces el par (momento de fuerza) será mayor.

momento de fuerza = rx F (donde r es la distancia perpendicular entre la línea de acción de la fuerza y ​​el eje de rotación) Entonces, si la misma fuerza ‘F’ se aplica a una distancia mayor del eje de rotación, habrá un Mayor momento de fuerza (par).

En realidad, el momento de fuerza aplicado sobre un objeto o cuerpo no es más que el producto de la fuerza aplicada y la distancia perpendicular entre la línea de acción de la fuerza y ​​el eje de rotación del cuerpo. Claramente, el momento de fuerza será mayor si se aplica a una distancia mayor del eje de rotación.

Momento = fuerza x distancia perpendicular entre el eje de rotación y el punto de fuerza de aplicación.

La definición en sí contiene la dependencia de la distancia.

El momento de una fuerza es una medida de su tendencia a hacer que un cuerpo gire alrededor de un punto o eje específico.

Momento = Fuerza x Distancia o M = (F) (d)

entonces más es la distancia de fuerza del punto / eje más será momento.

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