El par es el momento de giro de una fuerza.
Una fuerza que actúa a cierta distancia de un eje puede producir par. El par es igual a la fuerza multiplicada por la distancia perpendicular del eje a la línea de acción de la fuerza. Se mide en newton metro (N·m).
Empujar una puerta cerca de las bisagras produce menos efecto de giro que el mismo empuje perpendicular cerca de la manilla.
La distancia modifica el momento de giro.
Con un brazo de palanca de 0.2 m produce 20 N·m. Con 0.4 m la misma fuerza produce 40 N·m.
Estas distancias son brazos de palanca perpendiculares. Si cambia la dirección de la fuerza, usar simplemente toda la longitud de la palanca puede dar un resultado incorrecto.
La velocidad indica lo rápido que gira el eje.
La velocidad de giro suele expresarse en revoluciones por minuto (rpm). La velocidad angular expresa el mismo movimiento en radianes por segundo (rad/s). Una revolución equivale a 2π radianes.
Un eje puede girar deprisa con poco par o despacio transmitiendo un par considerable. Ni la velocidad ni el par por sí solos describen su potencia.
La potencia mecánica combina par y velocidad.
- ParMomento de giro en N·m.
- Velocidad angularRotación en rad/s.
- Potencia en el ejePar × velocidad angular, en vatios.
60 rpm es una revolución por segundo, o aproximadamente 6.28 rad/s. La potencia en el eje es aproximadamente 126 W.
Sostener y mover son funciones distintas.
Un freno inmóvil puede resistir un par sin transmitir potencia mecánica de rotación, porque su velocidad es cero. Un motor que produce par a velocidad cero puede seguir consumiendo potencia eléctrica y generando calor.
Una máquina de ascensor debe proporcionar el par y la velocidad necesarios durante un trayecto. La entrada eléctrica también cubre pérdidas; no equivale a la salida mecánica útil.
Una mirada más cercana
Durante un recorrido con cambios de velocidad, parte del par acelera los elementos giratorios y las cargas conectadas. El par también puede oponerse al movimiento, como al frenar. Los signos del par y de la velocidad indican el sentido de la transferencia de energía.
Compruebe lo que ha entendido
¿El doble de par siempre significa el doble de potencia en el eje?
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Solo si la velocidad angular permanece igual. La potencia depende tanto del par como de la velocidad.
Para seguir leyendo.
Lectura opcional para profundizar en esta lección.
- OpenStax: trabajo y potencia de rotación
La sección 10.8 desarrolla la relación entre par, velocidad angular y potencia. Es una ampliación más matemática: céntrese primero en la relación de potencia y los ejemplos resueltos.