Diapositiva 1

Cuando se aplica una o varias fuerzas o una estructura (un puente, un edificio, el cuerpo de una maquina, etc.) se dice que est sometido a un esfuerzo. Si la soporta sin deformaciones excesivamente o sin romperse, decimos que es una estructura resistente a este esfuerzo.

Existen 5 tipos de esfuerzos mecnicos: traccin, comprensin flexin, cizalladura y torsin. En esta miniunidad estudiaremos los esfuerzos de traccin.

El cuerpo est sometido a un esfuerzo de traccin cuando se le aplican dos fuerzas de sentido opuesto que tienen tendencia a alargarse.Un cuerpo est sometido a traccin cuando dos fuerzas de sentido opuesto tienden a alargarla. Cuanto mayor sea el valor de las fuerzas, mayor ser el alargamiento que finalmente se produzca.ESFUERZOS 1. Traccin1EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE TRACCINUn puente de tirantesMuchos puentes modernos, como los puentes de tirantes y los puentes colgantes, utilizan gruesos cables de acero para sostener el tablero por donde circulan los vehculos. Estos cables se denominan tirantes y estn sometidos a traccin. En la foto de debajo podis ver el puente atirantado Vasco de Goma, en Portugal.

La lanza de un remolqueLa lanza es la barra que une un remolque con el vehculo que la arrastra. Esta barra est sometida a un esfuerzo de traccin. La fuerza que ejerce el vehculo tiende a estirarla hacia delante. Al desplazarse, el rozamiento de las ruedas del remolque con la carretera y la resistencia aerodinmica de este generan una fuerza de reaccin que tiende a estirar la lanza hacia atrs.

El cable de una graEl cable de una gra sometido a traccin. El peso de la carga tiende a estirarlo hacia abajo. Para contrarrestar esta fuerza, la estructura de la gra ejerce una fuerza igual hacia arriba.Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de compresin cuando se le aplican dos fuerzas de sentido opuesto que tienen tendencia a aplastarlo. Fijaos en la siguiente ilustracin.Un cuerpo est sometido a compresin cuando dos fuerzas de sentido opuesto tienden a aplastarla. Cuanto mayor sea el valor de las fuerzas, mayor ser el achatamiento que finalmente se produzca. ESFUERZOS 2. Compresin.

EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE COMPRESINColumnas, pilares y muros de cargaUno de los ejemplos ms comunes de esfuerzo de compresin es el que resisten las columnas, pilares y muros de carga de los edificios, como las columnas del templo griego de la ilustracin. Estos componentes estructurales deben sostener el peso de la parte del edificio que est situado encima de ellos. Como consecuencia de la fuerza ejercida por el peso aparece una fuerza de reaccin con sentido hacia arriba que proviene de los cimientos.

Las columnas de este antiguo templo griego estn sometida a fuerzas de compresin4EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE COMPRESINMontantes de una literaLos montantes de una litera, como los de una estantera o los de una escalera de mano, estn sometidos a compresin. Deben sostener el peso de la cama superior y de la persona que duerme en ella, de la misma manera que las columnas del ejemplo anterior sostienen el peso del edificio.Las patas de sillas y mesasLas patas de sillas y mesas estn sometidas a compresin. Deben resistir el peso de la persona que sienta o de las cosas que se han colocado encima, adems de su propio peso. Una fuerza de reaccin que proviene del suelo, y que tiene sentido ascendente, contrarresta la fuerza ejercida por el peso.

Los montantes de una litera estn sometidos a compresin

Las patas de sillas y mesas, estn sometidas a compresinUna carga est sometida a un esfuerzo de flexin cuando recibe una o ms fuerzas que tienden a doblarla.Un cuerpo sometido a flexin tiene tendencia a doblarse.ESFUERZOS 3. Flexin.EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE FLEXINPlataforma de un puente.Aunque no se puede apreciar a simple vista, la plataforma de un puente se comba cuando debe soportar el peso de un vehculo. La flexin de un puente es muy pequea, ya que estn diseados para que sean rgidos. Un caso similar de esfuerzo de flexin es el de una viga en un edificio.La plataforma de un puente se comba cuando tiene que soportar una carga. En el dibujo se ha exagerado para facilitar la comprensin

6EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE TRACCINEstanteraSi ponemos mucho peso en la balda de una estantera, se combar debido al esfuerzo de flexin. Cuanto ms peso, ms combada estar. Un ejemplo similar es el de la barra que sostiene las perchas en un armario.Alas de un avinIgual que el trampoln de una piscina, las alas de un avin estn sometidas a esfuerzos de flexin. Deben estar muy bien diseados para soportar estos esfuerzos sin romperse y, a la vez, ser ligeros.Las baldas de una estantera estn sometidas a flexinLas alas de un avin estn sometidas a esfuerzos de flexin que van cambiando al despegar, al aterrizar, cuando hay turbulencias o rachas de viento, etc.

Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de cizalladura (tambin llamado de cizallamiento, de corte o esfuerzo cortante) cuando se le aplican dos fuerzas de sentido opuesto que tienen tendencia a cortarlo. Fjate en la ilustracin que viene a continuacin.Un cuerpo est sometido a cizalladura cuando dos fuerzas de sentido opuesto tienden a cortarlo.ESFUERZOS 4. De corte o cizalladuraEJEMPLOS DE ESFUERZOS DE CIZALLADURATijeras, guillotina, cizallasLas herramientas de corte manual que funcionen por la accin 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.Esfuerzo de cizalladura creada por unas tijeras.

8EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE CIZALLADURATroqueladoEl troquelado se usa para recortar piezas de una lmina de material delgado, normalmente metal, plstico, cartn o cuero. El corte se hace de golpe, presionando fuertemente el material a cortar entre dos herramientas, el punzn y la matriz, que tienen la forma que se desea obtener. El contorno de la pieza cortada experimenta un esfuerzo de cizalladura.Extremos de las vigasLos extremos de las vigas de un edificio estn sometidos a un esfuerzo de cizalladura. Hoy dos fuerzas iguales u de sentido contrario, aplicadas a la derecha y a la izquierda de los puntos de apoyo, que tienen tendencia a cortar la viga. Por una parte, la fuerza del peso que sostiene la viga y, por la otra, la fuerza de reaccin que ejerce el pilar o muro para sostener dicho peso.Ejemplo de troquelado: fabricacin de arandelas

Ejemplo de cizalladura en el troquelado

Los extremos de las vigas estn sometidos a cizalladuraVista en 3 dimensionesUn cuerpo est sometido a un esfuerzo de torsin cuando se le aplican dos fuerzas de sentido opuesto que tienen tendencia a retorcerlo. Experimenta con la animacin de debajo.Un cuerpo est sometido a torsin cuando dos fuerzas de sentido opuesto tienden a retorcerlo.. ESFUERZOS 5. Torsin.EJEMPLOS DE ESFUERZOS DE TORSINTornilloCuando colocamos un tornillo, lo estamos sometiendo a un esfuerzo de torsin. 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.

Ejes de maquinasLa mayora de los ejes de maquinas estn sometidos a torsin, como los del aerogenerador del dibujo. En este caso, la fuerza del viento hace girar los ejes en un sentido mientras que el generador, que se resiste a girar, ejerce una fuerza de sentido contrario.

10