Conceptos De Transformacion Y Esfuerzo

Conceptos de Esfuerzo y Transformación

Definición 1:

Esfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F):

Definición 2:

Es el empleo enérgico de la fuerza física contra algún impulso o resistencia o empleo enérgico del vigor o actividad del ánimo para conseguir algo venciendo dificultades.

Esfuerzo = fuerza / área = F / A

En algunos casos, como en el esfuerzo normal directo, la fuerza aplicada se reparte uniformemente en la totalidad de la sección transversal del miembro; en estos casos el esfuerzo puede calcularse con la simple división de la fuerza total por el área de la parte que resiste la fuerza, y el nivel del esfuerzo será el mismo en un punto cualquiera de una sección transversal cualquiera. En otros casos, como en el esfuerzo debido a flexión, el esfuerzo variará en los distintos lugares de la misma sección transversal, entonces el nivel de esfuerzo se considera en un punto. Dependiendo de la forma cómo actúen las fuerzas externas, los esfuerzos y deformaciones producidos pueden ser axiales, biaxiales, triaxiales, por flexión, por torsión, o combinados.

Transformación

Los cambios que experimentan las substancias son de dos clases, físicos y químicos.

Un cambio físico modifica algunas propiedades de la substancia pero no, hay motivos para suponer que se ha formado una nueva. Por el contrario, en los cambios químicos, conocidos como reacciones, tiene lugar una modificación profunda de todas las propiedades del cuerpo, lo que obliga a suponer que se ha formado una nueva substancia. No existe una delimitación absoluta entre estas dos clases de transformaciones, pues hay diversos procesos que adquieren una significación intermedia.

Si se electriza un pedazo de cobre, se imanta un trozo de hierro, se calienta una cierta masa de azufre o se comprime un volumen determinado de cloro, las propiedades físicas de estas substancias varían tan sólo en lo que respecta a la modificación producida y en una extensión que depende de ella, pero las propiedades químicas de estas substancias permanecen inalteradas; ha tenido lugar en cada caso un fenómeno físico. Si se llega a fundir el pedazo de azufre o si el cloro se licua, las propiedades físicas cambian totalmente pero el comportamiento químico del azufre fundido o el del cloro líquido es el mismo que el del azufre sólido o el del cloro gaseoso, por lo que el proceso de fusión o el de licuación es también un cambio físico que afecta únicamente al estado de agregación de la substancia correspondiente. En cambio, si se calienta óxido mercúrico, polvo rojo, en un tubo de ensayo, se desprende oxígeno y en la parte superior del tubo se condensa mercurio en forma de minúsculas gotas; ha tenido lugar un cambio químico.

Ley de Hooke

La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, establece la relación entre el alargamiento o estiramiento longitudinal y la fuerza aplicada. La elasticidad es la propiedad física en la que los objetos con capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto. El objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformación. Depende del tipo de material. Los materiales pueden ser elásticos o inelásticos. Los materiales inelásticos no regresan a su forma natural.

La ley de Hooke da cuenta de la relación que existe entre la fuerza que se aplica a un cuerpo y la deformación que en él se produce. Esta ley es válida cuando las deformaciones son pequeñas, deformaciones elásticas, de forma que una vez que se deja de aplicar la fuerza deformadora el cuerpo vuelve a su estado original.

Si tras aplicar la fuerza, el cuerpo no vuelve a su estado original se dice que la deformación es plástica. Ambos tipos de deformaciones son anteriores a la rotura del cuerpo.

Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza externa Fe, que le produce una deformación ∆x = x - x, el cuerpo responde generando una fuerza interna Fi de misma dirección y de sentido contrario de manera que la suma de fuerzas en el queden equilibradas. Si el modelo de cuerpo que deformamos es un muelle, y la deformación se aplica según el eje del mismo, el carácter vectorial que hemos señalado en las fuerzas sólo nos indica el sentido de las mismas.

La relación entre la fuerza externa aplicada y la deformación resultante es lineal para pequeñas deformaciones:

F = - F = k(x - x)= - k∆x

Donde k es la constante elástica del muelle, una medida de la rigidez del muelle, característica de las dimensiones y del material de que está hecho.

Estructuras y Mecanismos

Estructuras

Una estructura es un conjunto de elementos de un objeto que le permiten mantener su forma y tamaño sin deformarse cuando actúan fuerzas sobre él.

Existen dos tipos de estructuras:

TIPOS DE ESTRUCTURAS

• Las estructuras naturales por ejemplo el esqueleto de los animales, el tronco de un árbol, los nidos de las aves, etc.

• Las estructuras artificiales que son todas las fabricadas por el hombre.

Por lo tanto la función de una estructura es:

- Soportar pesos

- Resistir fuerzas externas

- Mantener la forma

- Proteger objetos

ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

Una estructura consta de diversos elementos, los más habituales son:

• Vigas

• Pilar o columna

• Cimentación

• Tirante

• Escuadra

Es muy importante que las estructuras sean estables y resistentes. Estas propiedades deben tenerlas todas las estructuras para evitar deformaciones o roturas.

Mecanismos

Un mecanismo es un elemento que sirve para facilitar el trabajo humano. Una maquina está constituida por varios mecanismos.

MAQUINAS SIMPLES

Las

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