Equipos Topograficos

 
1 Esfuerzo simple1.1.
 
INTRODUCCIÓN
La
resistencia de materiales
amplía el estudio de las fuerzas quese inició en
mecánica, p
ero existe una diferencia obvia entre ambasmaterias. El campo de la mecánica abarca fundamentalmente lasrelaciones entre las fuerzas que actúan sobre un sólido indeformable.La
estática
estudia los sólidos en equilibrio, mientras que la
dinámica
estudia lossólidos acelerados, aunque se puede establecer elequilibrio dinámico mediante la introducción de las fuerzas de inercia.En contraste con la mecánica, la resistencia de materialesestudia y establece las relaciones entre las cargas exterioresaplicadas y sus efectos en el interior de los sólidos. Además, nosupone que los sólidos son idealmente indeformables, como en laprimera, sino que lasdeformaciones, por pequeñas que sean, tienengran interés. Las propiedades del material de que se construye unaestructura o una máquina afectan tanto a su elección como a sudiseño, ya que se deben satisfacer las condiciones de resistencia yde rigidez.Las diferencias entre la mecánica de los cuerpos rígidos y laresistencia de materiales se pueden poner más de manifiesto con elsiguiente ejemplo: La determinaciónde la fuerza (figura 1-1) que serequiere en el extremo de una palanca para levantar un peso dadoes un simple problema de estática. La suma de momentos respectodel punto de apoyo determina el valor de P. Esta solución de laestática supone que la palanca es lo bastante rígida y lo sufi-cientemente fuerte para permitir su funcionamiento. Sin embargo, enresistencia de materiales se amplía lasolución. Es necesario estudiarla barra en sí misma, para estar seguros de que ni se romperá ni serátan flexible que se doble sin levantar la carga.En la primera unidad se estudiaran los esfuerzos axiales simples,posteriormente se consideran las esfuerzos por torsión y por flexión y,finalmente, se tratará de la combinación de estos tres tipos básicos deesfuerzos

 1-2. ANÁLISIS DE FUERZAS INTERNASConsideremos un sólido de forma cualquiera en el que actúa unaserie de fuerzas, como se representa en la figura 1-2. En mecánica,se determinaría la resultante de las fuerzas aplicadas para averiguarsi el sólido se encuentra o no en equilibrio. Si la resultante es nulaexiste equilibrio estático, condición que, en general, ha de existirenlas estructuras. Si la resultante no es nula, introduciendo en elsistema exterior las fuerzas de inercia correspondientes, se obtiene elequilibrio dinámico. Tales casos se examinarán posteriormente en elestudio de los esfuerzos dinámicos. Por el momento, soloconsideraremos los casos en que existe equilibrio estático

a resistencia de materiales estudia la distribución interna deesfuerzos que produce un sistema de fuerzas exteriores aplicadas.Para ello, se suele hacer uncorte ideal en el sólido por una sección deexploración, buscando qué fuerzas deben actuar en esta sección paramantener el equilibrio de cuerpo libre en cada una de las dos partesen que ha quedado dividido el cuerpo. En general, el sistema defuerzas internas equivale a una fuerza y un par resultantes que, porconveniencia, se descomponen según la normal y la tangente a lasección, como se muestra enla figura 1-3.El origen del sistema de ejes coordenados se considera siempre en elcentroide, que es el punto de referencia de la sección. Si el eje X esnormal a la sección, ésta se denomina superficie o cara X. La orientaciónde los ejes Z y Yen el plano de la sección se suele elegir de manera quecoincidan con los ejes principales de inercia de la misma.La notación empleada en la figura 1-3identifica tanto la sección deexploración como la de dirección de las componentes de la fuerza ydel momento. El primer subíndice indica la cara sobre la que actúanlas componentes, y el segundo la dirección de cada una de ellas. Portanto, Pxy es la fuerza que actúa sobre la cara
X en la dirección deY.
Cada componente representa un efecto distinto de las fuerzasaplicadas sobre el...