¿Que es el ESFUERZO CORTANTE? ✂😀

Ingeniosos

16 Oct 202203:52

Summary

TLDREl esfuerzo cortante es un concepto fundamental en la mecánica de materiales y se encuentra en muchas situaciones de la vida real, como el ejemplo de un tornillo sujetando dos placas estiradas en sentidos contrarios. Este vídeo ofrece una visión detallada de lo que es el esfuerzo cortante, cómo se calcula y su importancia en la resistencia de materiales contra la cizalla. Se explica que este tipo de esfuerzo genera una tensión interna tangente al plano de corte, que no está homogéneamente distribuida a lo largo de la sección transversal. A través del análisis de un elemento diferencial, se profundiza en la deformación cortante y se establece la relación entre la tensión cortante y la deformación en la zona elástica del material, siguiendo la ley de Hooke. Además, se destaca la diferencia entre la tensión tangencial y la tensión normal. El vídeo finaliza con una invitación a los espectadores a explorar más sobre el tema y a interactuar a través de comentarios y suscripciones.

Takeaways

🔩 El esfuerzo cortante es una fuerza que aparece en muchas situaciones de la vida real y tiende a cortar o acisallar un material transversalmente.
📏 Se puede calcular el esfuerzo cortante usando la fórmula de la división de la fuerza entre el área transversal de la sección de una barra.
⚖️ En un tornillo que sujeta dos placas estiradas en sentidos contrarios, se genera un esfuerzo cortante que debe resistir el tornillo para evitar su rotura.
⚙️ Para analizar el esfuerzo cortante internamente en un material, se puede considerar una mitad de la barra y eliminar el estudio de la mitad opuesta.
🔄 La tensión interna generada por el esfuerzo cortante no está homogéneamente distribuida; es nula en los puntos superior e inferior y máxima en la zona central.
📐 La tensión tangencial es paralela a la sección y actúa en sentido opuesto a la fuerza aplicados, mientras que la tensión normal es perpendicular a la sección.
📊 Se utiliza un valor de tensión media para trabajar con el esfuerzo cortante, lo que permite cumplir con el equilibrio estático.
🔬 Al analizar un elemento diferencial de la barra, se requiere una tensión cortante para mantenerlo en equilibrio y evitar su rotación.
📐 La deformación cortante es una deformación en el elemento que se define por el ángulo Gamma, calculable a partir del desplazamiento horizontal dividido por la longitud vertical del elemento.
📉 La tensión cortante y la deformación cortante en la zona elástica de un material siguen la ley de Hooke, donde la tensión es igual a la deformación multiplicada por el módulo de elasticidad transversal.
✂️ Cuando la resistencia cortante de un material es superada, esto provoca la cizalla o el corte de la pieza, como ocurre con las tijeras o en procesos de fabricación como el troquelado.

Q & A

¿Qué es el esfuerzo cortante y cómo se produce?
-El esfuerzo cortante es una tensión que tiende a desplazar dos secciones de un material de manera opuesta y paralela a la sección de corte. Se produce cuando se aplican dos fuerzas iguales pero en sentidos contrarios y perpendiculares al eje longitudinal de una barra, separadas por una distancia pequeña.
¿Por qué se genera el esfuerzo cortante en un tornillo que sujeta dos placas?
-Se genera el esfuerzo cortante en un tornillo porque las placas están estiradas en sentidos contrarios, lo que crea una tensión en la sección central del tornillo que debe resistir para evitar su rotura.
¿Cómo se calcula la tensión media debido al esfuerzo cortante?
-La tensión media se calcula dividiendo la fuerza aplicada entre el área transversal de la sección de la barra. Esto es equivalente a decir que la tensión cortante por el área transversal es igual a la fuerza.
¿Qué es la tensión tangencial y cómo se relaciona con el esfuerzo cortante?
-La tensión tangencial es una tensión que actúa paralela a la sección de un material y es producida por un esfuerzo cortante. Es paralela al plano de corte y actúa en sentido opuesto a la fuerza aplicada, contribuyendo a la resistencia del material contra el corte.
¿Cómo se define la deformación cortante?
-La deformación cortante se define por el ángulo Gamma, que es el desplazamiento horizontal dividido por la longitud vertical del elemento. Es la deformación que experimenta un elemento diferencial de la barra cuando está en equilibrio y sujeto a esfuerzos cortantes.
¿Qué es el módulo de elasticidad transversal y cómo se relaciona con la deformación cortante?
-El módulo de elasticidad transversal es una propiedad del material que indica su capacidad para resistir cambios de forma por esfuerzos cortantes. Se relaciona con la deformación cortante a través de la ley de Hooke, donde la tensión es igual a la deformación multiplicada por el módulo de elasticidad transversal en la zona elástica del material.
¿Cómo se relaciona la tensión normal con la tensión tangencial?
-La tensión normal es perpendicular a la sección del material y se produce por efecto de la tracción o la compresión, mientras que la tensión tangencial es paralela a la sección y se produce por un esfuerzo cortante. Ambas tensiones forman un ángulo de 90 grados entre sí.
¿Qué ocurre si la resistencia cortante de un material es superada?
-Si la resistencia cortante de un material es superada, provocará la cizalla o el corte del material, lo que puede resultar en su rotura o fallo estructural.
¿Cómo se relaciona el esfuerzo cortante con procesos de fabricación como el troquelado?
-En procesos de fabricación como el troquelado, un punzón cizalla una sección del material para crear un orificio. El esfuerzo cortante es la fuerza aplicada para lograr esta cizalla, y es crucial que el material tenga una resistencia cortante suficiente para evitar que se rompa o se dañe durante el proceso.
¿Por qué es importante analizar el equilibrio estático de una mitad de la barra en el estudio del esfuerzo cortante?
-Es importante analizar el equilibrio estático de una mitad de la barra para comprender cómo se distribuye la tensión internamente y cómo las fuerzas actúan en el material. Al eliminar una mitad del estudio, se puede observar cómo las fuerzas restantes afectan el equilibrio y cómo se develop la tensión interna para resistir el esfuerzo cortante.
¿Cómo se describe la relación entre la tensión normal y la deformación normal en un material?
-La relación entre la tensión normal y la deformación normal en un material se describe a través del módulo elástico, que indica la capacidad del material para resistir cambios de forma bajo tensión normal. En la zona elástica, la deformación es reversible y la tensión es proporcional a la deformación.
¿Por qué es útil estudiar un elemento diferencial en el análisis del esfuerzo cortante?
-Estudiar un elemento diferencial es útil para comprender en detalle cómo las fuerzas actúan en el interior del material y cómo estas fuerzas producen deformaciones. Esto permite analizar la distribución de tensión y la deformación en el material y预测 el comportamiento del mismo bajo diferentes condiciones de carga.

Outlines

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🔍 Introducción al esfuerzo cortante

El primer párrafo introduce el concepto de esfuerzo cortante, una fuerza que aparece en muchas situaciones de la vida real y que tiende a cortar un material transversalmente. Se describe un ejemplo práctico con una barra de sección cuadrada sujeta por dos fuerzas opuestas, generando un esfuerzo cortante. Se menciona que para entender lo que ocurre internamente en el material, se debe analizar la tensión interna que actúa en el plano de corte y cómo esta tensión no es homogénea a lo largo de la sección, sino que es máxima en la zona central. Además, se destaca la importancia de la tensión media, que se calcula dividiendo la fuerza entre el área transversal de la sección de la barra, y se hace una distinción entre la tensión tangencial y la tensión normal, explicando que la primera es paralela a la sección y la segunda perpendicular.

Mindmap

Keywords

💡esfuerzo cortante

El esfuerzo cortante es una fuerza que actúa en una barra o estructura longitudinalmente, con el objetivo de desplazarla lateralmente. En el video, se describe cómo este esfuerzo se manifiesta en una barra de sección cuadrada a la que se aplican dos fuerzas iguales pero opuestas, lo que la tiende a cortar transversalmente. Este concepto es clave para entender la resistencia de materiales a la cizalla.

💡tensón interna

La tensión interna es la fuerza que se produce dentro de un material cuando este se somete a esfuerzos externos. En el contexto del video, la tensión interna se refiere a la fuerza que actúa en el plano de corte y que tiene la tendencia a desplazar el material en sentido contrario a la fuerza aplicada, lo que es esencial para el análisis del esfuerzo cortante.

💡tensón tangencial

La tensión tangencial es una forma específica de tensión que actúa paralelamente a la superficie de un material. En el video, se menciona que la tensión tangencial es paralela a la sección del material y es la responsable de la deformación cortante, que es la tendencia de un material a desplazarse lateralmente bajo el esfuerzo cortante.

💡deformación cortante

La deformación cortante es el desplazamiento o cambio de forma de un material bajo el efecto del esfuerzo cortante. Se define por el ángulo gamma, que es el desplazamiento horizontal dividido por la longitud vertical del elemento. En el video, se destaca que esta deformación es reversible en la zona elástica del material y sigue la ley de Hooke.

💡módulo de elasticidad transversal

El módulo de elasticidad transversal es una propiedad del material que indica su capacidad para resistir la deformación cortante. Se relaciona con la tensión cortante a través de la ley de Hooke, donde la tensión es proporcional a la deformación por el módulo de elasticidad transversal. En el video, se utiliza para explicar cómo un material responde elásticamente a un esfuerzo cortante.

💡elemento diferencial

Un elemento diferencial es una pequeña porción de un cuerpo o estructura que se utiliza en el análisis de equilibrio y deformación. En el video, se utiliza para analizar la tensión y el equilibrio en un trozo pequeño de la barra, lo que permite entender cómo actúan las fuerzas internas en un material sometido a esfuerzo cortante.

💡ángulo Gamma

El ángulo Gamma es un parámetro que describe la deformación cortante en un material. Se calcula como el desplazamiento horizontal entre dos puntos dividido por la distancia vertical entre ellos. En el video, se utiliza para ilustrar cómo se mide y calcula la deformación en un elemento diferencial bajo esfuerzo cortante.

💡ley de Hooke

La ley de Hooke establece que en la zona elástica, la deformación es proporcional a la fuerza aplicada. En el video, se menciona que la relación entre la tensión cortante y la deformación cortante sigue esta ley, lo que permite predecir el comportamiento elástico de un material bajo esfuerzo.

💡tornillo

Un tornillo es un ejemplo práctico mencionado en el video donde el esfuerzo cortante es aplicado. Cuando un tornillo sujeta dos placas que se estiran en sentidos opuestos, se genera un esfuerzo cortante que el tornillo debe resistir para evitar romperse. Este ejemplo ayuda a contextualizar el concepto de esfuerzo cortante en una aplicación real.

💡tracción y compresión

La tracción y la compresión son dos tipos de esfuerzos mecánicos que actúan perpendicularmente a la superficie de un material. Mientras que la tracción es una tensión que tiende a estirar el material, la compresión es una fuerza que lo comprime. En el video, se hace referencia a estos conceptos para contrastarlos con el esfuerzo cortante, que es paralelo a la superficie del material.

💡resistencia al corte

La resistencia al corte es la capacidad de un material para soportar el esfuerzo cortante sin sufrir daño o romperse. En el video, se destaca que cada material tiene una resistencia al corte distinta y que superarla puede resultar en la cizalla o corte del mismo. Este concepto es fundamental para entender la integridad estructural y la seguridad en la ingeniería y la construcción.

Highlights

El esfuerzo cortante se encuentra en una gran cantidad de situaciones de la vida real.

La barra de sección cuadrada sometida a dos fuerzas iguales y opuestas genera un esfuerzo de cizalladura.

Un ejemplo real de esfuerzo cortante es un tornillo que une dos placas estiradas en sentidos contrarios.

Para analizar el material internamente, se considera una mitad de la barra en equilibrio estático.

La tensión interna generada es tangencial al plano de corte y opuesta a la fuerza aplicada.

La tensión cortante no está homogéneamente distribuida y es máxima en la zona central de la sección.

Se utiliza un valor de tensión media calculada a partir de la fuerza y el área transversal.

La tensión tangencial y normal forman 90 grados y son fundamentales para entender el comportamiento del material.

La deformación cortante es reversible y sigue la ley de Hooke en el comportamiento elástico del material.

El módulo de elasticidad transversal relaciona la tensión cortante con la deformación cortante en el material.

Cada material tiene una resistencia cortante única que, si es superada, provocará la cizalla de la pieza.

El esfuerzo cortante es clave en procesos como el troquelado y el uso de herramientas como las tijeras.

Este vídeo invita a conocer el esfuerzo cortante, cómo se calcula y sus aplicaciones prácticas.

La tensión normal es perpendicular a la sección y es diferente a la tensión tangencial.

La tensión cortante es fundamental en la resistencia de un tornillo a romperse bajo carga.

El ángulo de deformación cortante, Gamma, puede deducirse a partir del desplazamiento y la longitud del elemento.

La tensión cortante y la deformación cortante tienen una relación directa en el comportamiento elástico del material.