The Moment Arm of an Inclined Force
Inclina la fuerza y la distancia que mediste a lo largo de la barra deja de ser el brazo. La perpendicular desde el punto de apoyo hasta la línea de acción se te dibuja como d = L sen θ, y el panel calcula el momento de las dos maneras —fuerza completa sobre un brazo acortado, o componente perpendicular sobre la barra entera— para que puedas verlas coincidir.
Cómo usar esta simulación
- Fija la fuerza, su distancia a lo largo de la barra y el ángulo entre ambas
- Observa cómo el brazo perpendicular d = L sen θ se redibuja al cambiar el ángulo
- Carga el ejemplo resuelto: 4,0 N a 60°, aplicados a 4,0 m de A
- Pulsa a lo largo de la barra para poner θ = 0° y ver morir el momento por completo
Qué observar
- El brazo perpendicular es siempre más corto que la distancia medida a lo largo de la barra
- La vía de la fuerza completa sobre brazo corto y la de la componente sobre barra entera coinciden exactamente
- Una fuerza perpendicular a la barra a 90° usa toda la longitud como brazo y da el momento máximo
- A 0° la línea de acción pasa por el punto de apoyo y el momento es nulo
- Los ángulos θ y 180° − θ dan momentos idénticos, ya que ambos tienen el mismo seno
La física detrás
Un momento es la fuerza por la distancia perpendicular desde el punto de apoyo hasta su línea de acción. Cuando una fuerza de magnitud F actúa en un punto situado a una distancia L a lo largo de la barra y formando un ángulo θ con ella, esa distancia perpendicular es d = L sen θ, de modo que M = F·L sen θ. Agrupando el mismo producto al revés, (F sen θ)·L, se obtiene el método de las componentes: solo la parte de la fuerza perpendicular a la barra la hace girar, y la parte dirigida a lo largo de ella tira directamente a través del apoyo y no aporta nada. Ambas agrupaciones son el mismo producto y han de dar el mismo momento.