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¿Por qué el par no se mide en julios?

Solución:

Las unidades de torque, como dijiste, son Newton-metros. Aunque algebraicamente son las mismas unidades que los julios, los julios generalmente no son unidades apropiadas para el torque.

¿Por qué no? La respuesta simple es porque

$$ W = vec F cdot vec d $$

donde $ W $ es el trabajo realizado, $ vec F $ es la fuerza, $ vec d $ es el desplazamiento y $ cdot $ indica el producto escalar. Sin embargo, el par, por otro lado, se define como el producto cruzado de $ vec r $ y $ vec F $ donde $ vec r $ es el radio y $ vec F $ es la fuerza. Esencialmente, los productos escalares devuelven escalares y los vectores de retorno de productos cruzados.

Si cree que el torque se mide en julios, puede confundirse y pensar que es energía, pero no es energía. Es una analogía rotacional de una fuerza.

Según el conocimiento de mis maestros y profesores anteriores, los profesionales que trabajan con esto prefieren que las unidades de torque permanezcan $ N m $ (Newton metros) para notar la distinción entre torque y energía.

Dato curioso: las unidades alternativas para el par son Joules / radianes, aunque no se usan mucho.

El par es fuerza a una distancia. El trabajo es fuerza mediante una distancia. Las mismas dimensiones de la unidad, diferentes medidas.

La razón por la que distinguimos los dos es que el par es una cantidad vectorial, mientras que la energía es una cantidad escalar. Entonces, si bien le damos a la magnitud del torque las mismas unidades que la energía, de hecho hay información adicional que nos dice la dirección en la que se aplica el torque.

ACTUALIZACIÓN: Como ha señalado dmckee en los comentarios, para que el torque esté perfectamente corregido es un pseudovector, lo que equivale a un bivector matemático en tres dimensiones. Esto lo distingue de un verdadero vector polar. La distinción es importante ya que la dimensión del pseudovector es n-1 en lugar de n. Esto es importante desde el punto de vista conceptual, ya que es fundamental para nuestra comprensión de las fuerzas conservadoras y las fuerzas centrales, y más específicamente, la conservación del momento angular.

En particular, la conservación del momento angular implica que el movimiento bajo fuerzas centrales siempre estará confinado a un plano.

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