momento

Un momento es el efecto rotacional producido cuando una fuerza actúa a una distancia de un punto de pivote o eje. Se calcula como la fuerza multiplicada por la distancia perpendicular desde la línea de acción de esa fuerza hasta el pivote, medida en newton-metros (N·m) o pie-libras (ft·lbf). Una fuerza pequeña aplicada lejos del pivote puede producir el mismo momento que una fuerza grande aplicada cerca de él, por lo que una llave larga facilita girar un tornillo apretado más que una corta.

La dirección de un momento sigue la regla de la mano derecha: si enrolla los dedos en la dirección de rotación, el pulgar apunta a lo largo del eje del momento. Los momentos son en sentido horario o antihorario cuando se ven desde un ángulo dado. En sistemas con múltiples fuerzas, los momentos pueden sumarse o cancelarse dependiendo de sus direcciones. Un balancín se equilibra cuando el momento en sentido horario de un niño es igual al momento en sentido antihorario del otro, independientemente de sus pesos si sus distancias al fulcro difieren.

Momentos en el análisis estructural y de máquinas

Las vigas, ejes y marcos deben resistir momentos. Una viga simplemente apoyada experimenta un momento flector a lo largo de su longitud cuando se carga perpendicularmente a su eje; el momento máximo suele ocurrir cerca del centro del vano. Los cálculos de diseño deben asegurar que la resistencia a la flexión del material exceda el momento aplicado. Los momentos de torsión tuercen los ejes en la maquinaria rotatoria; los ejes de transmisión de potencia se dimensionan para manejar tanto el par (momento alrededor del eje del eje) como cualquier momento flector de las fuerzas de la correa o del engranaje que actúan lateralmente.

Los momentos desequilibrados causan problemas. Si un conjunto giratorio tiene masa distribuida de manera desigual alrededor de su eje, crea un momento desequilibrado que aumenta con la velocidad, produciendo vibración, desgaste de los cojinetes y ruido. Las máquinas equilibradoras miden y corrigen esto añadiendo o quitando material. En las estructuras, las fuerzas del viento o sísmicas crean grandes momentos en las bases y conexiones, y estos deben ser resistidos por marcos rígidos o tirantes, no solo por la resistencia.

El término momento proviene del latín y originalmente significaba importancia o peso; entró en la mecánica a través de la idea de que la importancia de una fuerza depende de dónde actúa. Hoy en día, la palabra casi siempre se abrevia de la frase completa momento de fuerza, y en contextos rotacionales a menudo se le llama par cuando se refiere específicamente al momento que causa la rotación alrededor de un eje.