Comprender los conceptos

* Torque: El par es una fuerza de rotación que tiende a hacer que un objeto gire. Se calcula como el producto de la fuerza aplicada y la distancia perpendicular desde el punto de pivote (en este caso, el hombro) a la línea de acción de la fuerza.

* Fuerza de gravedad: La fuerza que actúa sobre la bola de acero es su peso, que está determinada por la gravedad (9.8 m/s²).

* brazo de palanca: La distancia perpendicular desde el hombro hasta la línea de acción de la fuerza de peso es el brazo de palanca.

Cálculos

1. Calcule el peso de la bola de acero:

* Peso (w) =masa (m) * aceleración debido a la gravedad (g)

* W =4.0 kg * 9.8 m/s²

* W =39.2 N

2. Determine el brazo de palanca:

* El brazo tiene 70 cm de largo, que mide 0.7 metros.

* Dado que el brazo está a 50 grados por debajo del horizontal, necesitamos encontrar la distancia perpendicular desde el hombro hasta la línea de acción de la fuerza de peso. Esta distancia es la longitud del brazo multiplicado por el seno del ángulo:

* Brazo de palanca (l) =0.7 m * sin (50 °)

* L ≈ 0.536 m

3. Calcule el par:

* Torque (τ) =Force (W) * Arm de palanca (L)

* τ =39.2 n * 0.536 m

* τ ≈ 21.0 n · m

Respuesta: La magnitud del par sobre el hombro del hombre es de aproximadamente 21.0 n · m.