Concepto de esfuerzo mecanico

Summary

El script trata sobre la aplicación de fuerzas en una barra rectangular, específicamente sobre las cargas longitudinales que actúan a lo largo del elemento. Se describe cómo estas cargas generan esfuerzos normales, los cuales son perpendiculares a la sección transversal del material. El cálculo del esfuerzo normal se realiza dividiendo la carga axial por el área transversal del elemento, lo que permite determinar la presión que soporta el material. Se mencionan las diferentes unidades de medida para el esfuerzo, incluyendo pascals, kilopascales, megapascales y gigapascales en el sistema internacional, y psi y ksi en el sistema inglés. Además, se destaca la importancia de conocer los límites de esfuerzo que un material puede soportar, como el acero o el aluminio, para evitar su rotura y asegurar la seguridad en la ingeniería.

Takeaways

• 📐 Se discute sobre la aplicación de fuerzas en una barra rectangular, específicamente cargas longitudinales que actúan a lo largo del elemento.
• 🔍 Cuando las cargas se aplican en el centro del elemento, se busca el centro de equilibrio para asegurar que el elemento no se mueva.
• ⚖️ Se define el esfuerzo normal (Sigma) como los esfuerzos perpendiculares a la sección transversal del elemento debido a las cargas axiales.
• 📊 Para calcular el esfuerzo normal, se considera la carga equivalente resultante (p) que actúa en el centroide de la sección transversal del elemento.
• ⚙️ El equilibrio del elemento requiere que las cargas aplicadas sean de igual magnitud y dirección, pero con sentido contrario para evitar el movimiento.
• 🟢 Se utiliza el área transversal del elemento, que se representa con un sombreado en verde, para calcular el esfuerzo normal.
• ➗ El cálculo del esfuerzo normal se realiza dividiendo la carga longitudinal entre el área transversal que soporta la carga.
• 🔢 En el sistema internacional de unidades, la carga se mide en Newtons y el área en metros cuadrados, lo que se conoce como pascales (N/m²).
• 🔠 Se menciona el uso de kilopascales y megapascales para mediciones de esfuerzo más grandes, y gigapascales para los valores extremadamente altos.
• 🇺🇸 En el sistema inglés de unidades, las fuerzas se miden en libras y el área en pulgadas cuadradas, con la unidad de esfuerzo conocida como psi (pound-force per square inch).
• 🚫 Cada material tiene un límite de esfuerzo que puede soportar, lo que es fundamental para los ingenieros al calcular la carga admisible y máxima para un elemento estructural.

Q & A

¿Qué se entiende por cargas longitudinales en el contexto del script?

Las cargas longitudinales son aquellas que actúan a lo largo del elemento, es decir, en la misma dirección de la barra o estructura a la que se aplican.

¿Cómo se determina el centro de una sección transversal para aplicar las cargas?

Se realiza una diagonal en el centro del elemento para buscar el centroide, y es en ese punto exactamente donde se aplican las cargas.

¿Qué es el esfuerzo normal y cómo se relaciona con las cargas axiales?

El esfuerzo normal es el esfuerzo perpendicular a la sección transversal del elemento. Se genera debido a las cargas axiales que actúan sobre el elemento.

¿Cómo se calcula el esfuerzo normal resultante en un elemento?

Para calcular el esfuerzo normal, se toma la carga resultante (equivalente a todas las cargas pequeñas que actúan en la sección transversal) y se divide entre el área transversal del elemento.

¿Cuál es la unidad de medida del esfuerzo en el sistema internacional?

En el sistema internacional, el esfuerzo se mide en Newton por metro cuadrado (N/m²), y se conoce como pascales (Pa). Para magnitudes más grandes, se usan kilopascales (kPa) y megapascales (MPa).

¿Cómo se expresa el esfuerzo en el sistema de medición inglés?

En el sistema inglés, el esfuerzo se calcula como la carga sobre el área y se expresa en libras por pulgada cuadrada (psi) o kilolibras por pulgada cuadrada (ksi).

¿Qué es un kips y cuántas libras equivalen a un kips?

Un kips (kilolibra-forzada) es una unidad de fuerza equivalente a 1000 libras. Es una medida comúnmente utilizada en el sistema inglés para expresar grandes magnitudes de fuerza.

¿Por qué se usan diferentes escalas de medición para el esfuerzo en diferentes sistemas?

Las diferentes escalas de medición se utilizan para adaptarse a las magnitudes de fuerza que se manejan en diferentes contextos, facilitando la comprensión y el cálculo en cada sistema.

¿Qué es la sección transversal y cómo se relaciona con el cálculo del esfuerzo normal?

La sección transversal es la superficie a través de la cual actúan las cargas sobre un elemento. El cálculo del esfuerzo normal depende de esta sección, ya que es el área sobre la cual se distribuye la carga resultante.

¿Cómo se define el límite de esfuerzo que un material puede soportar?

El límite de esfuerzo de un material es el valor máximo de esfuerzo que dicho material puede soportar sin sufrir daño o falla. Este límite varía según el tipo de material, como el acero o el aluminio.

¿Por qué es importante calcular la carga admisible de un material?

Es importante calcular la carga admisible para asegurar la integridad y la seguridad estructural del elemento. Permite determinar cuánto peso puede soportar el material sin riesgos y evita posibles fallos o accidentes.