Definición de PAR DE FUERZAS

Toda fuerza aplicada a un cuerpo en libertad de movimiento, determina que éste se mueva en la misma dirección de la fuerza. Sin embargo, cuando la misma fuerza se aplica a cierta distancia del cuerpo (a través de un brazo rígido), da lugar a un par (producto de la fuerza por la distancia o brazo) que lo hace girar.

El concepto de fuerza está ligado con los movimientos lineales; el de par con las rotaciones. El par puede imaginarse como una fuerza «especial» que hace girar los cuerpos. En realidad, también las fuerzas «tradicionales» son capaces de hacer que giren los cuerpos siempre que satisfagan 2 condiciones: que se apliquen a través de un brazo, a cierta distancia del cuerpo, y que giren conjuntamente con el cuerpo, para poder seguir ejerciendo su empuje. Por ejemplo, cuando se aprieta una tuerca con una llave aplicando cierta fuerza (la de la mano), a cierta distancia (la longitud de la llave), si la tuerca no se mueve, la fuerza aplicada será siempre la misma y en la misma dirección, y la tuerca estará sometida a un par, o momento de torsión, que no realiza trabajo, puesto que no es suficiente para mover la tuerca. Si la tuerca gira lentamente, obligando a la mano (la fuerza) a moverse, el par aplicado a la llave realiza un trabajo que viene dado por el par y por el número de vueltas efectuadas,

En el caso de los árboles giratorios, la magnitud del par puede visualizarse considerando substituido un tramo del árbol por una barra muy flexible. Durante la rotación, dicha barra se torcerá un cierto ángulo, cuyo valor servirá de indicación del par aplicado. Naturalmente, es difícil observar, mientras el árbol gira, cuál es el ángulo de torsión de la barra; pero, si un observador girase conjuntamente con el árbol, la observación no ofrecería dificultad alguna. Existen dispositivos estroboscópicos y fotográficos que permiten fijar, en sus diversos instantes, las imágenes del árbol giratorio, permitiendo deducir el valor del par.

Efecto de un par producido por una fuerza aplicada mediante una palanca. La rotación del extremo libre de la barra es proporcional al par. El efecto de una fuerza aplicada a una distancia determinada, equivale al de una fuerza doble aplicada a una distancia mitad de la anterior

expresadas en radianes (una vuelta equivale a 2JC radianes). Si se substituye la llave por un destornillador neumático, el concepto de par no estará ya materializado por una fuerza que gira a distancia, aunque permanece la torsión sobre la tuerca, es decir, el par transmitido por un árbol giratorio.

Todo árbol en rotación ejerce un par independiente del número de revoluciones. Como caso límite, en un árbol en reposo puede exis tir también un par aplicado (como en el ejem pío anterior, cuando la tuerca no gira), míen tras que un árbol que gire a velocidades muy altas en vacío (libre y, por tanto, sin efectuar trabajo) no transmite ningún par.

Así pues, un par es el producto de una fuerza por la distancia mínima entre su dirección y el punto en que se considera aplicado el par; por tanto, se podrá aumentar el par incrementando la distancia (o brazo de palanca) o la intensidad de la fuerza.

El par respecto a un punto, obtenido mediante la aplicación de una fuerza a un brazo, podría obtenerse igualmente aplicando, a la misma distancia del punto, pero a ambos lados del mismo, 2 fuerzas de sentidos opuestos y de la mitad de la intensidad de la primera. En tal caso, el par total equivale a la suma de los pares producidos por cada fuerza. Este principio es el que se aplica a los volantes de dirección para repartir el esfuerzo entre ambos brazos del conductor. La unidad de medida para los pares es el metro-kilogramo (m-kg).