Mecánica
Palanca desigual
Un empuje de 50 N sobre el brazo de 2 m equilibra un empuje de 100 N sobre el brazo de 1 m: pares iguales (τ = r × F) a partir de fuerzas desiguales. Cambia una fuerza en el Inspector para verla inclinarse.
Palanca desigual — simulación interactiva de Mecánica. Un empuje de 50 N sobre el brazo de 2 m equilibra un empuje de 100 N sobre el brazo de 1 m: pares iguales (τ = r × F) a partir de fuerzas desiguales. Cambia una fuerza en el Inspector para verla inclinarse. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Par y palancas
Una palanca se equilibra cuando los pares a ambos lados del pivote son iguales: las fuerzas sobre un brazo más corto deben ser mayores para igualar a un brazo más largo.
El par τ = r × F depende de la fuerza y del brazo. Con el pivote centrado, una fuerza de 50 N a 2 m del pivote equilibra una de 100 N a 1 m: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 en equilibrio
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
El pivote de esta palanca está centrado, igual que en la palanca clásica — pero la fuerza de la derecha se aplica solo a 1 m del pivote, mientras que la de la izquierda está a 2 m. Si un empuje de 50 N a 2 m se equilibra con un empuje a 1 m, ¿esa fuerza es mayor, igual o menor que 50 N?
Predicciones para pesar
- Es mayor que 50 N
- Es igual — 50 N
- Es menor que 50 N
Roles variables
Lo que configuraste:
- Fuerza izquierda (N)
- Fuerza derecha (N)
Lo que mides:
- Par neto (desde sim) (N·m)
- τ = r × F (calculado) (N·m)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preset Palanca desigual. Un tablón rígido está fijado exactamente en su centro, como la palanca clásica — pero las dos fuerzas hacia abajo se aplican a distancias diferentes: 2 m a la izquierda, 1 m a la derecha. Una fuerza descendente de 50 N empuja en la marca de 2 m.
- Haga clic en la flecha de fuerza izquierda del tablón y anote su intensidad en el panel de Propiedades; luego haga clic en la flecha derecha y haga lo mismo. Observe que los dos brazos tienen longitudes diferentes.
- Para cada fila siguiente, ajusta las intensidades de las fuerzas izquierda y derecha en el Inspector, ejecuta la simulación, selecciona el tablón y lee el valor del par τ = r × F en el panel de Matemáticas.
Ecuación rectora
Par — τ = r × F
El par es el efecto de giro de una fuerza sobre un pivote: τ = r × F, donde r es la distancia del pivote al punto donde actúa la fuerza. Con brazos desiguales, pares iguales requieren fuerzas desiguales: una fuerza de 50 N a 2 m del pivote equilibra una de 100 N a 1 m, porque ambas producen 100 N·m.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para cada fila, calcula a mano 1 m × Fuerza derecha − 2 m × Fuerza izquierda. Compáralo con el par neto que lees en el panel de Matemáticas de la simulación. ¿Coinciden?
- En la fila 1, el empuje de 50 N sobre el brazo de 2 m equilibra el empuje de 100 N sobre el brazo de 1 m — fuerzas distintas, pares iguales. ¿Qué debe cumplirse entre una fuerza y su distancia al pivote para que una palanca se equilibre?
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Una carretilla también es una palanca: sus brazos levantan las manijas a unos 2 m de la rueda (el pivote) mientras la carga queda cerca de la rueda. Si la carga pesa 200 N y está a 0.5 m de la rueda, ¿qué fuerza hacia arriba debe aplicar en las manijas para equilibrarla? ¿Qué necesitaría si la carga estuviera en el extremo mismo de la bandeja?
- Un martillo de uña sacando un clavo, un pie de cabra y un cascanueces son palancas con brazos desiguales. Elige una e identifica su pivote, la fuerza aplicada y la carga que mueve; luego explica por qué el brazo corto es el del lado de la carga.
- AP Physics 1 — Unit 5: Torque and Rotational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 5: Torque and Rotational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Bienvenido a la Palanca desigual
- Selecciona la palanca
- Pulsa Reproducir
- Brazos desiguales, pares iguales
- Abre los datos
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
Abrir laboratorio interactivo →
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Par de fuerza y ley de la palanca