¿Que es el ESFUERZO CORTANTE? ✂😀
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
🔍 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
💡tensón interna
💡tensón tangencial
💡deformación cortante
💡módulo de elasticidad transversal
💡elemento diferencial
💡ángulo Gamma
💡ley de Hooke
💡tornillo
💡tracción y compresión
💡resistencia al corte
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.
Transcripts
el esfuerzo cortante aparece en una gran
cantidad de situaciones de la vida real
en este vídeo Te invito a conocer en qué
consiste porque aparece Y cómo
calcularlo
tenemos esta barra de sección cuadrada a
la que se le aplican dos fuerzas iguales
en sentido contrario y perpendiculares a
su eje longitudinal separadas una
distancia muy pequeña
esta ligera separación hace que se esté
experimentando un esfuerzo de
cizalladura o cortante lo que tiende a
cortar la transversalmente acisallarla
Esta no es una situación inventada
aparece por ejemplo en un tornillo que
sujeta dos placas que son estiradas en
sentidos contrarios en la sección
central se genera el esfuerzo cortante
que debe resistir el tornillo sin
romperse
qué ocurre entonces internamente en el
material para descubrirlo necesitamos
analizar por separado una mitad de la
barra al eliminar del estudio la mitad
derecha la parte izquierda no se
encuentra en equilibrio estático ya que
solo hay una fuerza aplicada se
desplazaría para lograr el equilibrio
aparece una tensión interna tangente al
plano de corte en sentido opuesto a la
fuerza F esta tensión no se encuentra
homogéneamente distribuida por la
sección ya que es nula en los puntos
superior e inferior y máxima en la zona
central de la sección por ello se suele
trabajar con un valor de tensión media
obtenida a partir de la división de la
fuerza entre el área transversal de la
sección de la barra
estos equivalente a decir que la tensión
cortante por el área transversal es
igual a la fuerza cumpliendo el
equilibrio estático en este punto
debemos hacer una distinción Clara entre
la tensión tangencial producida por un
esfuerzo cortante y la tensión normal
que se produce por efecto de la
atracción o la compresión mientras que
la tensión normal es perpendicular a la
sección de ahí su nombre la tensión
tangencial es paralela a la sección
tangente de modo que ambas tensiones
forman 90 grados os recuerdo que tenemos
un vídeo previo sobre tracción y
compresión por si queréis profundizar
más en esta temática
hagamos ahora una investigación aún más
profunda en la barra y cojamos un
elemento diferencial un trocito pequeño
del interior de ella para que este esté
en equilibrio es necesario una tensión
cortante igual en sentido contrario en
el lado opuesto pero ahora el elemento
podría girar para evitarlo aparecen
otras dos tensiones tangenciales
adicionales en dirección horizontal que
actúan entre las distintas fibras de la
barra
esta configuración de tensión es
tangenciales produce una deformación en
el elemento conocida como deformación
cortante y definida por el ángulo Gamma
es posible deducir el valor de Gamma a
partir del desplazamiento horizontal
dividido entre la longitud vertical del
elemento teniendo en cuenta que para
pequeños ángulos la tangente se aproxima
al valor del ángulo
la relación entre la tensión cortante y
la deformación cortante en la zona
elástica de un material que es aquella
deformación que es reversible una vez
cese la aplicación de la carga sigue la
ley de hooke la tensión es igual a la
deformación por el módulo de elasticidad
transversal que es una propiedad de
material aquí puede verse la similitud
con la relación entre la tensión normal
y la deformación normal dada por el
módulo elástico
como es obvio cada material presentará
una resistencia cortante distinta que si
es superada provocará la cizalla de la
pieza esto es por ejemplo lo que ocurre
cada vez que cortamos con Las tijeras o
en procesos de fabricación como el
troquelado donde un punzón cizalla una
sección para hacer un orificio
esto es todo por este vídeo os dejo
varios enlaces a otros vídeos
relacionados con la descripción Muchas
gracias por elegir el canal para seguir
aprendiendo podéis dejar cualquier
pregunta en los comentarios y estáis
invitados a suscribiros Gracias y
recordad en el saber nunca cabe la
saciedad hasta otra
[Música]
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