- Estructura
.jpg)
.jpg)
Normalmente hablamos de fuerza en nuestra vida cotidiana, sin necesariamente emplear esta palabra como lo hace la física. En términos técnicos, una fuerza es una magnitude y un agente capaz de diferenciara difernte movimientos de un cuerpo o una partícula.
Tipos de fuerza:
Fuerza normal
La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.
Supongamos que un bloque de masa m o los libros de la imagen de la derecha. Están en reposo sobre una superficie horizontal como se muestra en la figura, las únicas fuerzas que actúan sobre él son su peso y la fuerza de contacto de la superficie.
Fuerza de Tensión :
Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Las cuerdas, por ejemplo, permiten transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Cuando en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas de tensión son, en definitiva, cada una de estas fuerzas que soporta la cuerda sin romperse
.
Bitacora 3 y 4
fuerza de traccion: es es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del c es uerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección.
1.COMPRENSIÓN.
Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de compresión cuando se le aplican dos fuerzas con la misma dirección y sentidos contrarios provocando un abombamiento en su parte central y reduciendo su longitud inicial. Las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo.
Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo. El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta por la aparición de desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de compresión Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión
2. TRACCIÓN.
La fuerza aplicada intenta estirar el material a lo largo de su línea de acción.
Es lo inverso de la compresión, ya que los planos paralelos, que suponemos que componen el material, intentan o tienden a separarse. (Es propio de los materiales metálicos).
La estructura está sometida a un esfuerzo de tracción, es decir, como si tiráramos hacia fuera.
Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción. Algunas de ellas son: elasticidad,plasticidad,ductilidad,fragilidad.
Muchos puentes modernos, como los puentes de tirantes y los puentes colgantes, utilizan gruesos cables de acero para sostener el tablero por donde circulan los vehículos. Estos cables se denominan tirantes y están sometidos a tracción.
3. FLEXIÓN.
Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre él cargas que tiendan a doblarlo.En un esfuerzo de flexión se dan los esfuerzos de tracción y compresión a la vez, pues cuando el cuerpo se hunde, una parte sube hacia fuera (tracción), mientras que otra se hunde hacia dentro (compresión).
Aunque no se puede apreciar a simple vista, la plataforma de un puente se comba cuando debe soportar el peso de un vehículo. La flexión de un puente es muy pequeña, ya que están diseñados para que sean rígidos. Un caso similar de esfuerzo de flexión es el de la balda de una estantería o una viga en un edificio.
Al igual que el trampolín de una piscina, las alas de un avión están sometidas a esfuerzos de flexión. Deben estar muy bien diseñados para soportar estos esfuerzos sin romperse y, a la vez, ser ligeros.
4. TORSIÓN.
Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo.Es un esfuerzo producido por retorcer o girar un material sobre sí mismo, ejerciéndose en sus dos pares de giro en sentido contrario.
Cuando colocamos un tornillo, lo estamos sometiendo a un esfuerzo de torsión. Por una parte experimenta la fuerza del destornillador que la gira en sentido horario. Por la otra, el material donde estamos introduciendo ejerce una fuerza de resistencia de sentido antihorario. El resultado es que el tornillo tiende a retorcerse.
Un ejemplo claro, son las barras de torsión en la amortiguación de un vehículo
5. CIZALLA.
Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de cizalladura (también llamado de cizallamiento, de corte o esfuerzo cortante) cuando se le aplican dos fuerzas de sentido opuesto que tienen tendencia a cortarlo
actúan de forma que una parte de la estructura tiende a deslizarse sobre la otra.
Las herramientas de corte manual que funcionen por la acción de dos hojas de metal afilado: tijeras, guillotinas para papel, cizallas para metal, etc. El material (tela papel, meta…) recibe un esfuerzo de cizalladura que no puede soportar, por lo que se produce el corte.
El troquelado se usa para recortar piezas de una lámina de material delgado, normalmente metal, plástico, cartón o cuero. El corte se hace de golpe, presionando fuertemente el material a cortar entre dos herramientas, el punzón y la matriz, que tienen la forma que se desea obtener. El contorno de la pieza cortada experimenta un esfuerzo de cizalladura.
Los materiales mas caracterisiticos de este esfuerzo seran:
-Tornillos de acero: dado que un tornillo recibe fuerzas opuestas en el momento del apriete, es muy propicio a sufrir un corte consecuencia de dichas fuerza
Para cada tipo de estructura, según su función, se debe escoger el mejor material. La ingeniería de materiales es la disciplina que se encarga de estudiarlos y determinar su aptitud para resistir mejor unos esfuerzos u otros.
En cuanto a la geometría, el diseño del elemento y del conjunto obedece a las características del esfuerzo o del conjunto de esfuerzos que se tienen que resistir. Tenemos por ejemplo el diseño de los perfiles, con una forma específica que permite una resistencia adecuada a los esfuerzos, economizando al máximo la cantidad de material empleado.
