INFORME DE FISICA II

PRÁCTICA Nº: 02
ESFUERZO

I. OBJETIVOS.

Estudiar cualitativamente los esfuerzos corte y flexión.


II. FUNDAMENTO.

Al actuar fuerza sobre un cuerpo sólido, generalmente se modifican algo tanto el volumen como la forma del cuerpo. Pueden presentarse dos casos extremos ideales: se dice que un cuerpo ha experimentado una deformación elástica cuando recupera la forma y el volumenprimitivos, una vez que han cesado las fuerzas externas que ocasionaron la deformación. En cambio otros cuerpos no muestran tendencia alguna a recuperar su estado original al cesar la acción deformante. En este caso se habla de deformación plástica.

Para cada clase de deformación introduciremos una cantidad llamada esfuerzo que caracteriza la intensidad de las fuerzas que la causan generalmente conbase en una “fuerza por unidad de área”. Otra cantidad, la deformación, describe el cambio de forma resultante. Si el esfuerzo y la deformación son pequeños, es común que sean directamente proporcionales, y llamaremos a la constante de proporcionalidad módulo de elasticidad.
Las características elásticas de un material homogéneo e isótropo quedan completamente definidas por el conocimiento de sumódulo de Young, E, y su coeficiente de Poisson, σ.

Para desarrollar la práctica es necesario conocer:

1. ESFUERZO

Se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

σ = P/A (Ecuación 1)

Donde: P≡ Fuerza axial;
A≡Area de la sección transversal.

Cabe destacar que la fuerza empleada en la ec. 1 debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el centroide del área para así tener un valor de σ constante que se distribuye uniformemente en el área aplicada.
TIPOS DE ESFUERZOS.
Cuando una estructura soporta un peso u otra fuerza, cada uno de sus elementos están sometidos a unos esfuerzos internos. Lostipos de esfuerzos que podemos encontrar son:

Tracción o tensión. Si aplicamos una fuerza en los extremos de un elemento resistente, estas provocan que el elemento se estire o traccione, aumentando su longitud. Ejemplo de esto sería cuando colgamos un peso del extremo del cable de una grúa, o en la bolsa de la compra, etc...

Compresión. Cuando aplicamos unas fuerzas de sentido contrario,en los extremos de un elemento resistente, tienden a acortar o comprimir su longitud. Pueden producir acortamiento, aplastamiento o pandeo. Ejemplo: La peana de una estatua tiende a disminuir su altura debido al peso de la estatua, que produce un esfuerzo de compresión, también lo encontramos en las patas de un mueble, o en la suela delzapato, etc...


Flexión. Si tenemos un elemento apoyado ensus extremos y colocamos un peso sobre este, hace que nuestro elemento se doble, flexionándose. Esto se produce al saltar en la tabla de un trampolín, en los tablones de un puente, en una estantería, o en una viga de un edificio, etc...

Cizalla o Cortadura. Se produce cuando dos fuerzas de sentido contrario y muy cercas una de otra, como si fuera unas tijeras, actúan sobre el objeto,intentando cortarlo.
Encontramos este tipo de esfuerzo cuando cortamos con unas tijeras o con unos alicates, con un hacha, un cuchillo, etc....



Torsión. Las fuerzas tienden a torcer o retorcer al objeto. Tenemos un ejemplo cuando exprimimos un paño mojado, o cuando apretamos un tornillo con el destornillador, también cuando sacamos punta al lápiz.

2. DEFORMACIÓN
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Una barra sometida a unafuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento δ y la longitud inicial L, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría δ. Matemáticamente la...