Calculadora de torque — fuerza de giro (τ = rF sen θ)

Cómo funciona

El torque es el equivalente rotacional de la fuerza: mide con qué eficacia una fuerza hace girar un objeto alrededor de un eje. OpenStax University Physics lo expresa como la fuerza por el brazo de palanca:

τ = r × F × sen θ

donde r es la distancia desde el pivote hasta el punto donde se aplica la fuerza, F es la fuerza y θ es el ángulo entre el brazo de palanca y la fuerza. La distancia va en metros y la fuerza en newtons, así que el torque resulta en newton-metros (N·m).

Dos factores fijan el torque. Primero, el brazo de palanca: cuanto más lejos del pivote apliques la fuerza, más torque obtienes, y por eso una llave más larga afloja más fácilmente un perno atascado. Segundo, la dirección: solo la componente de la fuerza perpendicular al brazo lo hace girar. Empujar en ángulo recto (θ = 90°, sen θ = 1) da el r × F completo; empujar justo a lo largo del brazo (θ = 0°) da cero torque por mucho que empujes.

Ejemplo resuelto

Una fuerza de 50 N en el extremo de una llave de 0,3 m, aplicada a 90° del mango:

τ = 0,3 × 50 × sen 90° = 0,3 × 50 × 1 = 15 N·m

Aplica esa misma fuerza a 30° y solo la mitad hace girar el perno: 0,3 × 50 × sen 30° = 7,5 N·m.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el torque?

El torque (momento de fuerza) es la medida del efecto de giro o de torsión de una fuerza alrededor de un pivote o eje. Una fuerza mayor, un brazo de palanca más largo o un empuje más perpendicular aumentan el torque.

¿Cuál es la fórmula del torque?

τ = r × F × sen θ, donde r es el brazo de palanca (distancia desde el pivote), F es la fuerza aplicada y θ es el ángulo entre ellos. Con metros y newtons, el torque va en newton-metros (N·m).

¿Por qué una llave más larga facilita aflojar un perno?

Porque el torque crece con el brazo de palanca. Duplicar la distancia desde el pivote duplica el torque para la misma fuerza, así que una llave más larga entrega más giro con el mismo esfuerzo.

¿Por qué el ángulo está en la fórmula?

Solo la parte de la fuerza perpendicular al brazo de palanca crea torque. El seno del ángulo lo capta: sen 90° = 1 da el torque máximo, mientras que una fuerza que apunta a lo largo del brazo (sen 0° = 0) no produce ninguno.

¿Los newton-metros son lo mismo que los joules?

Tienen las mismas unidades base, pero describen cosas distintas. Un joule es un newton-metro de energía (fuerza a lo largo de una distancia); el torque es un newton-metro de efecto de giro (fuerza a través de un brazo de palanca). Por convención, el torque se expresa en N·m y la energía en joules para mantenerlos distintos.

¿Cómo puedo aumentar el torque?

De tres maneras: aplicar una fuerza mayor, usar un brazo de palanca más largo (empujar más lejos del pivote) o hacer la fuerza más perpendicular al brazo. Una barra de fuerza afloja un perno que una llave corta no puede, porque su longitud extra multiplica la misma fuerza en más torque.