8/18/2019 La Mecánica de Matersadiales

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La mecánica de materiales es una materia que investiga elefecto de las fuerzas aplicadas sobre los cuerpos. La mecánicade materiales es una continuación de la estática y de ladinámica. Si se aplican fuerzas a un cuerpo y no se producemovimiento, las reacciones que impiden el movimientopueden calcularse aplicando las leyes de la estática. Si seproduce movimiento, las aceleraciones y el movimientopueden determinarse mediante los principios de la dinámica.Sin embargo, puede desearse alguna información que va másallá de la determinación de fuerzas exteriores y delmovimiento resultante.

Considérese, por eemplo, el siguiente sistema!

Como esta en equilibrio, las reacciones de la viga "C que sondebidas a las fuerzas eercidas por la barra soporte #" y elposte C$, pueden determinarse aplicando los principios de laestática. Sin embargo, %ay otras preguntas que pueden

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%acerse relacionadas con esta estructura. #lgunas de laspreguntas más obvias pueden ser!

&. Sobre la viga "C!'Si es una viga ya existente, ()s lo su*cientemente

resistente para soportar las cargas aplicadas+'(Se exionara o deformara excesivamente+ y (Cuál serála deexión real+'Si se va a dise-ar es decir, si se van a determinar susdimensiones/, (0ué forma y medidas son máseconómicas y a la vez su*cientemente seguras paraevitar la contracción y la deexión excesiva+

1. Sobre la barra soporte #"!

'Si existe, (es lo su*cientemente resistente para soportarla reacción en "+'(Cuál es la máxima fuerza que puede soportar y cuantose alargara+Si se va a dise-ar, (0ué forma y dimensiones debe tenerla barra para prevenir una falla o una deexión excesiva+

2. Sobre el poste C$!'Si existe, (es lo su*cientemente resistente para soportarla reacción en C+'(Cuál es la máxima fuerza que puede soportar+'Si se va a dise-ar, (0ué forma y dimensiones son máseconómicas y a la vez su*cientemente seguras paraprevenir la contracción+

3. Sobre el pasador en # o en "!'Si existe, (es lo su*cientemente resistente para soportar

la fuerza en la barra soporte+'(Cuál es la carga máxima que puede soportar+'Si se va a dise-ar, (0ué tan grande debe ser+

4reguntas de este tipo pueden contestarse mediante elestudio de la mecánica de materiales. #demás de laspreguntas ilustradas por la anterior *gura %ay una

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amplia variedad de otras aplicaciones apropiadas a todaslas ramas de la ingenier5a y la arquitectura.

  Estructuras de ingeniería.

 6odas las estructuras de ingenier5a, ya sean maquinas,automóviles, aeroplanos, edi*cios, o puentes, seconstruyen ensamblando diversas partes, generalmentellamadas miembros, para formar el producto terminado.7na estructura se dise-a determinando las dimensionesadecuadas a los distintos miembros de manea quepuedan soportar las cargas aplicadas sin deformaciónexcesiva ni fractura. La mecánica de materiales es laciencia aplicada que proporciona los principios básicospara el dise-o.)l término 8estructura9 se usa en un sentido amplio pararepresentar no solamente edi*cios y puentescomparativamente grandes, sino también maquinas,aviones, y realmente cualquier cosa que se dise-e parasoportar cargas aplicadas.

Equilibrio de un cuerpo deformable.

$ebido a que la estática uega un papel esencial tanto enel desarrollo como en la aplicación de la mecánica demateriales, es muy importante tener un buenconocimiento de sus principios fundamentales.

Cargas externas.7n cuerpo puede estar sometido a diversos tipos decargas externas: sin embargo, cualquiera de éstas puedeclasi*carse como fuerza de super*cie o como fuerza de

cuerpo.

Fuerzas de supercie.Como su nombre lo indica, las fuerzas de super*cie soncausadas por el contacto directo de un cuerpo con lasuper*cie de otro. )n todos los casos, esas fuerzas estándistribuidas sobre el área de contacto entre los cuerpos.

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)n particular si esta área es peque-a en comparacióncon el área total del cuerpo, entonces la fuerzasuper*cial puede idealizarse como una sola fuerzaconcentrada, que es aplicada a un punto sobre el cuerpo.

Fuerza de cuerpo.7na fuerza de cuerpo se desarrolla cuando un cuerpoeerce una fuerza sobre otro cuerpo sin contacto f5sicodirecto entre los cuerpos. )emplos de esto incluyen losefectos causados por la gravitación de la 6ierra o por sucampo electromagnético. #unque las fuerzas de cuerpo

afectan cada una de las part5culas que forman el cuerpo,esas fuerzas se representan normalmente por una solafuerza concentrada actuando sobre el cuerpo. )n el casode la gravitación, esta fuerza se llama el peso del cuerpoy act;a a través del centro de gravedad del mismo.

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=bserve cuidadosamente el s5mbolo usado para representarcada soporte y el tipo de reacciones que eerce en sumiembro asociado.