SECCION 2

2.2. COMPONENTE DEL ESFUERZO: NORMAL Y ESFUERZO CORTANTE
ESFUERZOS SOBRE SECCIONES INCLINADAS
En nuestras descripciones anteriores de tensión y comprensión en miembros con
carga axial, los únicos esfuerzos que consideramos fueron los esfuerzos normales
que actúan sobre las secciones transversales. Esos esfuerzos se representan en
la figura 2 – 30, donde se ilustra una barra AB sometida a cargasaxiales P.
Cuando se realiza un corte transversal indeterminado sobre un plano mn de la
barra (perpendicular al eje x), se obtienen el diagrama de cuerpo libre de la figura
2 – 30b. Los esfuerzos normales que actúan sobre la parte cortada pueden
calcularse con la formula  x  P / A , siempre que la distribución de esfuerzos sea
uniforme sobre toda el área transversal A. Esta condición se presentasi la barra
es prismática, el material es homogéneo, la fuerza axial P pasa por el centroide
del área transversal y el corte transversal está lejos de cualquier concentración de
esfuerzos. Naturalmente, no hay esfuerzos cortantes que actúen sobre la sección
cortada, porque es perpendicular al eje longitudinal de la barra.
Por comodidad, en el caso normal mostraremos los esfuerzos en vistabidimensional de la barra (figura 2 -30c) y no la vista tridimensional más compleja (
figura 2 -30b). Sin embargo, al trabajar con

Fig 2 -30 Barra prismática en
tensión
mostrando
los
esfuerzos que actúan sobre
la sección transversal mn: (a)
barra con esfuerzos axiales P;
(b) vista tridimensional de la
barra cortada, mostrando los
esfuerzos normales y (c) vista
bidmensional.

Figuras planas no debemosolvidar que la barra tienen un espesor perpendicular al
plano de la figura. Esta tercera dimensión debe tenerse en cuenta en las
deducciones y en los cálculos.

ELEMENTOS DE ESFUERZOS
La forma más útil de representar los esfuerzos en la barra de la figura 2 – 30 es
aislar un elemento pequeño del material (como por ejemplo el elemento
identificado con C en la figura 2 – 30c) y después mostrar losesfuerzos que
actúan sobre todas las caras de este elemento.
A un elemento de esta clase se le llama elemento de esfuerzo. El elemento de
esfuerzo en el punto C es un bloque rectangular pequeño (no importa si es un
cubo o un paralelepípedo rectangular) cuya cara derecha coincide con la sección
transversal mn.
Se supone que las dimensiones de un elemento de esfuerzo son
infinitesimalmente pequeñas,pero por claridad trazaremos ese elemento a una
escala grande, como en la figura 2 – 31ª. En este caso, las orillas del elemento
son paralelos a los ejes x,y y z, y los únicos esfuerzos son los esfuerzos normales
 x que actúan sobre las caras x (recuérdese que las caras x tienen sus normales
paralelas al ejej x). por ser más cómodo, con frecuencia trazaremos una vista
bidimensional del elemento(figura 2 -31b), en lugar de su vista tridimensional.
ESFUERZOS SOBRE SECCIONES INCLINADAS
El elemento de esfuerzo de la figura 2-31 solo muestra una perspectiva limitada de
los esfuerzos en una carga axial. Para obtener una imagen más compleja,
necesitamos investigar los esfuerzos que actúan sobre secciones inclinadas, o
cortes inclinados, con la sección cortada por el plano inclinado pq en lafigura 2 32ª. Como los esfuerzos son iguales en toda la barra, los que actúan sobre la
sección inclinada deben estar uniformemente distribuidos, como se muestra en los
diagramas de cuerpo libre de la figura 2-32b (vista tridimensional) y en la figura 232c (vista bidimensional). De acuerdo con el equilibrio del cuerpo libre, sabemos
que la resultante de los esfuerzos debe ser una fuerza horizontal P (laresultante
se traza con una línea de puntos en la figura 2-32b y 2-32c).
Figura 2-31 Elemento de
esfuerzo en el punto C de la
barra con carga axial de la
figura
2-30c:
a)
vista
tridimensional del elemento y
(b) vista bidimensional del
elemento.

Figura 2-32 Barra prismática
en tensión mostrando los
esfuerzos que actúan sobre
un corte inclinado pq: (a)
barra con esfuerzos axiales P;
(b) vista...