esfuerzos axiales

RESISTENCIA DE LOS MATERIALES I
IMPARTIDO POR: Dr. DAVID PONCE NOYOLA.

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INTRODUCCIÓN
La resistencia de materiales constituye una rama de la mecánica que estudia el
comportamiento de los cuerpos sólidos sometidos a diferentes tipos de cargas.

Este

campo del conocimiento tiene varias denominaciones, entre las cuales se encuentran
"Mecánica de materiales" y "Mecánica decuerpos deformables".
La resistencia de materiales amplia el estudio de las fuerzas que actúan sobre un
cuerpo cualquiera, estudio que se inicia en la mecánica existiendo una diferencia
substancial entre ambas materias.

La

mecánica abarca esencialmente las

relaciones entre las fuerzas que actúan sobre un sólido rígido. La estática estudia los
sólidos en equilibrio, mientras que la dinámicaestudia los sólidos acelerados, aunque se
puede establecer el equilibrio dinámico mediante la introducción de las fuerzas de inercia.
En contraste con la mecánica, la resistencia de materiales estudia y establece las
relaciones entre las cargas exteriores aplicadas y sus efectos en el interior de los sólidos.
Además, no supone que los sólidos son idealmente rígidos, como en la mecánica, sinoque
las deformaciones, por pequeñas que sean, tienen gran interés. Las propiedades del
material de que se construye una estructura o máquina afectan tanto a su elección como
su dimensionamiento, ya que se deben satisfacer ciertas condiciones de resistencia y
rigidez.

ANÁLISIS DE LAS FUERZAS INTERNAS
Si se considera a un sólido de forma geométrica cualquiera sobre el cual actúa un
grupo defuerzas, como se muestra en la figura, uno de los primeros análisis es la
determinación de la resultante de las fuerzas aplicadas, esto con el fin de conocer las
condiciones de equilibrio que imperen en dicho cuerpo, esto es, si esta bajo condiciones de
equilibrio estático, siempre y cuando dicha resultante sea nula, en caso contrario se deberá
de introducir en el sistema las fuerzas deinercia correspondientes para encontrar el
equilibrio dinámico. Para fines de este curso sólo se analizarán los sistemas estáticos.
Uno de los aspectos de la resistencia de materiales, es el estudio de la distribución
interna de las fuerzas que producen las fuerzas externas sobre el cuerpo en cuestión, para
ello se realizará un corte ideal del sólido por una sección de análisis, buscando cuales sonRESISTENCIA DE LOS MATERIALES I
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las fuerzas que actúan sobre esa sección para mantener el equilibrio estático de cada una
de las secciones del cuerpo dividido.
Es bien conocido que la resultante de un grupo de fuerzas, difiere totalmente del
efecto que causaran cada una de las fuerzas por separado, debido a ello, se toma un
sistema deejes coordenados cuyo origen se encuentre en el centro de gravedad y la
orientación de los ejes coincida a lo menos con uno de los ejes principales del cuerpo, se
encontrarán las componentes de las fuerzas y los momentos, tal y como se representan en
la figura y se describen a continuación, donde el primer subíndice indica la cara sobre la
cual actúan las componentes y el segundo la direcciónde cada uno de ellos, p.e. Pxy es la
fuerza que actúa sobre la cara x en la dirección y.

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Pxx.-Fuerza axial.- Esta componente mide una acción de tirar o empujar sobre la
sección en estudio. El efecto de tirar implica una fuerza de tensión, tracción o extensión
cuya repercusión es la de alargar el sólido,mientras que empujar representa una fuerza de
compresión que tiende a acortarlo. Su representación general es mediante una letra P.
Pxy, Pxz.-Fuerza cortante.- Son componentes de la resistencia total al deslizamiento de la
porción del sólido a un lado de la sección de análisis, con relación a la otra porción del
sólido. La fuerza cortante se suele representar por la letra V y sus componentes...