2. ELASTICIDAD LEY DE HOOKE
Establece que el limite de la tensión elástica de un cuerpo es
directamente proporcional a la fuerza.
F=k⋅(x−x0)
3. La ley de Hooke en los resortes
El ejemplo de los resortes es el mas usado para representar
la ley de Hooke ya que se alargan al ejercerles una fuerza y
al momento de retirar la fuerza deformadora , este vuelve a
su estado normal
Ley de Hooke en solidos elásticos
En la mecánica de los sólidos deformables elásticos la
distribución de tensiones es mucho mas complicada que
en un resorte o una barra estirada solo según su eje
4. FUERZA ELÁSTICA
Es ejercida por objetos tales como resortes, que tienen una
posición normal, fuera de la cual almacenan energía
potencial y ejercen fuerzas.
Todo cuerpo elástico (por ejemplo, una cuerda elástica)
reacciona contra la fuerza deformadora para recuperar su
forma original.
ELASTICIDAD
Es una propiedad de la materia que permite a los
cuerpos deformarse cuando están sometidos a una
fuerza y recuperan la forma inicial cuando la causa de la
deformación desaparece.
F = - k ΔX
5. CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA
ELÁSTICA
Punto de aplicación: sobre el cuerpo que esta deformado al resorte.
Dirección: La recta que contiene al resorte.
Sentido: Opuesto al estiramiento o la compresión, la fuerza siempre «apunta»
hacia la posición del resorte sin estirar. A la fuerza elástica se le denomina fuerza
restauradora, porque tiende a volver al resorte a su longitud natural.
Módulo: depende de 2 factores:
• Las características del resorte (mayor o menor rigidez).
• De la deformación, a mayor deformación, mayor fuerza.
En un resorte se analiza lo que ocurre
cuando se aplica una fuerza:
6. ESFUERZO
Intensidad de las fuerzas componentes internas
distribuidas que resisten in cambio en la forma de un
cuerpo.
CLASES DE ESFUERZOS
El esfuerzo normal es la fuerza aplicada dividida para el área
del plano perpendicular a la dirección de la fuerza.
ESFUERZOS
NORMAL
7. TIPOS DE ESFUERZOS
Esfuerzo de compresión: Cuando las
fuerzas tienden a chafarlo o
aplastarlo.
Esfuerzo cortante: Cuando las
fuerzas tienden a cortarlo.
Esfuerzo por torsión: Cuando las
fuerzas tienden a retorcerlo.
Esfuerzo de flexión: Cuando las
fuerzas tienden a doblarlo.
Esfuerzo de tracción: Se refiere a
cuando las fuerzas tienden a
estirarlo o alargarlo.
8. DEFORMACIÓN
Cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a
esfuerzos internos producidos por uno o mas fuerzas
aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación
térmica.
DEFORMACIÓN SIMPLE
Se refiere a los cambios en las dimensiones de un miembro estructural cuando
este se encuentra sometido a cargas externas.
Estas deformaciones serán analizadas en elementos estructurales cargados
axialmente, por los que entre las cargas estudiadas estarán las de tensión o
compresión.
Un ejemplo de ellos:
Los miembros de una armadura.
Las bielas de los motores de los
automóviles.
Los rayos de las ruedas de bicicletas.
9. DEFORMACIÓN UNITARIA
LONGITUDINAL
Es la relación existente entre la deformación total y la longitud inicial del
elemento, la cual permitirá determinar la deformación del elemento
sometido a esfuerzos de tensión o compresión axial.
10. Variaciones En El Módulo De Elasticidad:
Temperatura: El módulo de
elasticidad decrece al
incrementarse la temperatura.
EL MÓDULO DE
ELASTICIDAD
Es un parámetro que caracteriza el comportamiento de
un material elástico, según la dirección en la que se
aplica una fuerza
La expansión térmica reduce el valor de:
• F: fuerza aplicada al material
• a: área transversal del material, haciendo
disminuir por tanto el módulo de elasticidad.
11. COMPRENSIBILIDAD
Es una propiedad de la materia a la cual se debe todos los cuerpos
disminuyan de volumen al someterlos a una presión o compresión
determinada manteniendo contantes otros parámetros.
Coeficiente de
comprensibilidad k:
Modulo de elasticidad
volumétrico k:
Los líquidos tienen una
comprensibilidad muy
reducida.
12. Coeficiente de Poisson
Es un parámetro característico de cada material que indica la relación entre las
deformaciones relativas en sentido transversal que sufre el material y las
deformaciones relativas en dirección de la fuerza aplicada sobre el mismo.
Se aplica una fuerza de tracción en
dirección x se produce un alargamiento
relativo εx en esa dirección y un
acortamiento relativo εy y εz en las dos
direcciones transversales,
13. ESFUERZOS DE TORSIÓN
Es el efecto producido por aplicar fuerzas paralelas de igual magnitud pero en sentido
opuesto en el mismo sólido.
Ejemplo: cuando se exprime un coleto, al girar la perilla de una puerta, el movimiento
transmitido por el volante al árbol de levas, al apretar un tornillo, etc.
Momento polar de inercia
Es una cantidad utilizada para predecir el
objeto habilidad parar existir la torsión, en
los objetos (o segmentos delos objetos) con
un invariante circular de sección transversal
y sin deformaciones importantes o fuera
del plano de deformaciones.
Se utiliza para calcular el desplazamiento
angular de un objeto sometido a un par.
14. Angulo de torsión
Si se aplica un par de torsión T al extremo libre de un eje
circular, unido a un soporte fijo en el otro extremo, el
eje se torcerá al experimentar un giro en su extremo
libre, a través de un ángulo, denominado ángulo de giro.
Arboles de transmisión de potencia
Es todo aquel material destinado a transmitir la
potencia de un punto a otro. También conocidos
como ejes de transmisión, está sujeto a los esfuerzos
del motor y ha fuerzas de torsión.
16. ENERGÍA DE DEFORMACIÓN
Es el aumento de energía interna acumulado en el interior de un sólido deformable
como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación.
• La energía de deformación almacenada,
que es utilizada por el cuerpo para
recuperar su forme original cuando cesa
la acción del sistema de fuerzas externas.
• Es el área bajo el diagrama carga-
deformación. Cuando la relación carga-
deformación es lineal
17. Bibliografía
• Hugh D. Young y Roger A. Freedman (2009). Física
universitaria. (Décimo segunda ed.). Mexico: Pearson.
