FUERZAS ESTRUCTURALES

FUERZAS ESTRUCTURALES
Cuando hablamos de fuerzas estructurales, nos referimos al esfuerzo que debe soportar la estructura de una Montaña Rusa. En una estructura predeterminada, se analizan muchosesfuerzos, pero los esfuerzos estructurales que más se consideran son los esfuerzos de compresión, y el esfuerzo de flexión de los materiales.
El esfuerzo de compresión se calcula con la siguientefórmula:
e = F / A
Dónde:
e = Esfuerzo (Ej. Newton sobre metro cuadrado, Kilogramo fuerza sobre milimetro cuadrado, etc.)
F = Fuerza (Ej. Newtons o Kilogramo Fuerza. 1 Newton = 1 Kilogramo por metrosobre segundo al cuadrado, y 1 Kilogramo Fuerza = 9.81 Newtons)
A = Área (Ej. metro cuadrado, pié cuadrado, centimetro cuadrado, etc.)
El cálculo de los esfuerzos de compresión, se utilizará para loscasos en que la fuerza se aplica sobre el eje de la estructura. En este caso, vemos una columna que sostiene la vía de una Montaña Rusa. En el momento que el tren pasa por la columna, el peso ejerceuna fuerza sobre el eje de la columna. El área que se tiene que considerar, es área que tenga la sección de la columna. En este caso es una sección circular cómo se muestra en el círculo con la A.El esfuerzo de flexión máxima es el esfuerzo que se aplica sobre alguna de las caras laterales de una viga. Este esfuerzo se calcula con diferentes fórmulas según diferentes casos. Pero antes deanalizar cada caso, es importante mencionar el concepto de momento de inercia:
El momento de inercia es una propiedad geométrica de un área con respecto a un eje de referencia. La explicación de esteconcepto requiere de conocimientos matemáticos medianamente elevados, por lo que nada más se mencionará su uso práctico aplicado a las Montañas Rusas.
El cálculo del momento de inercia depende de laforma que tenga la sección del material que se esté analizando. En el caso de las montañas rusas, se cuentan con 3 tipos de secciones. La circular, la cilíndrica, y la rectangular. Aquí se muestran...