Leyes y Módulos

Cuando aplicas una fuerza a un muelle, probablemente este se alargará. Si duplicas la fuerza, el alargamiento también se duplicará. Esto es lo que se conoce como la ley de Hooke. La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al  módulo  de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle. F = k ⋅ ( x − x 0 ) Donde: F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle. k es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor más trabajo costará estirar el muelle. Depende del muelle, de tal forma que cada uno tendrá la suya propia. x 0  es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza. x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada. Si al aplicar la fuerza, deformamos permanentemente el muelle decimos que hemos superado su  límite de elasticidad .  La información que nos proporciona la ley de Hooke, es utilizada para

El coeficiente de Poisson es una cantidad adimensional, característica de cada material. Es un indicativo de la deformación de un trozo de material ante la aplicación de ciertos esfuerzos. Cuando un trozo material que se somete a una tensión, o a una compresión, sufre una deformación, el cociente entre la deformación transversal y la deformación longitudinal es precisamente el coeficiente de Poisson. Fórmula del coeficiente de Poisson Para calcular el coeficiente de Poisson es necesario determinar la deformación unitaria longitudinal y transversal. La deformación unitaria longitudinal ε L  es el estiramiento dividido entre el largo original: ε L  = (L’ – L) / L De igual manera, la deformación unitaria transversal ε T  es el estrechamiento radial dividido entre el diámetro original: ε T  = (D’ – D) / D Por lo tanto, el coeficiente de Poisson se calcula mediante la siguiente fórmula: ν = – ε T  / ε L   Relación con el módulo de elasticidad y el módulo de rigidez

El  módulo de Young  o módulo de elasticidad es la constante que relaciona el esfuerzo de tracción o compresión con el respectivo aumento o disminución de longitud que tiene el objeto sometido a estas fuerzas. Las fuerzas externas aplicadas a los objetos no solamente pueden cambiar el estado de movimiento de estos, sino que también son capaces de cambiar su forma o incluso romperlos o fracturarlos. El módulo de Young sirve para estudiar los cambios producidos en un material cuando se le aplica una fuerza de tracción o de compresión a nivel externo. Es muy útil en materias como la ingeniería o la arquitectura. Cuando un objeto de longitud L se estira o se tensa, está siendo sometido a una tracción que ocasiona una variación en su longitud. Ello requiere que se aplique una fuerza de magnitud F por unidad de área a sus extremos, para causar el estiramiento, de tal manera que su nueva longitud pasa a ser L + DL. El esfuerzo realizado para deformar al objeto será justamente esta f

torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un  momento  sobre el  eje longitudinal  de un elemento constructivo o  prisma mecánico , como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver  torsión geométrica ). El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos: Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se representan por un campo vectorial sus  líneas de flujo  "circulan" alrededor de la sección. Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que suce

Es aquel que tiende a estirar al miembro y romper el material Donde   A= área transversal F= fuerza aplicada d= diámetro Ejemplo:          1.     Se diseña una repisa para sostener cajones con una masa total de 3000 lb, dos varillas similares a las de la figura sostienen la repisa, cada varilla tiene un diámetro de ½ in. Suponga que el centro de gravedad de los cajones está en la parte media de la repisa. Calcule el esfuerzo a la mitad de las varillas:   Solución: Ø   Sumatoria de momentos de fuerza en A Calcular la fuerza: Suma de momentos ΣMA=0 Fuerza en una varilla

  Fuerza cortante en elementos rectos y momento flector Ocurre flexión cuando un elemento de sección constante y simétrica respecto al plano donde ocurre dicha flexión, se somete a momentos flectores, M, (o a cargas transversales). La figura muestra un elemento, denominado ‘viga’, de sección rectangular sometido a flexión. Cuando la viga está sometida a momentos flectores, sin cargas transversales, ocurre flexión pura. Ilustración 2 - Momento flector   El elemento sometido a flexión se curva, de tal manera que algunos puntos se alargan quedando sometidos a esfuerzos de tracción. Ilustración 3 - Tracción Las ecuaciones para flexión son válidas bajo las siguientes condiciones: 1. La viga es recta en dirección longitudinal (sin carga).   2. El punto a analizar no está situado en la proximidad del punto de aplicación de una fuerza, o de una discontinuidad de la sección. 3. El esfuerzo calculado en la superficie es válido si ésta es lisa. 4. La sección de la viga es