Este documento presenta una introducción a la resistencia de materiales. Explica conceptos clave como carga, resistencia, rigidez y esfuerzos. Define diferentes tipos de cargas y clasifica los esfuerzos en función de las fuerzas que los generan (tracción, compresión, cortadura) y los momentos (flexión, torsión). También introduce los conceptos de esfuerzo normal y deformación unitaria y cómo se aplican a una barra prismática sometida a fuerzas axiales. Finalmente, presenta un ejemplo numérico para calcular el esf

1. Universidad Autónoma “Gabriel René Moreno”
Facultad de Ciencias del Hábitat, Diseño y Arte
Materia: Laboratorio y Resistencia de los Materiales
Santa cruz de la Sierra – Bolivia
Abril-2014

2. Materia: Laboratorio y Resistencia de los Materiales
ING. JIMMY VILLCA SAINZ
UNIDAD 1
INTRODUCCION A LA RESISTENCIA DE MATERIALES
1.- La mecánica de los materiales es una materia que investiga el efecto de las fuerzas aplicadas sobre los cuerpos
sólidos, también tienen otros nombres Mecánica de materiales y Mecánica de cuerpos deformables. Es una
continuación de la estática y Dinámica
(figura: 1)
Fuente: Internet

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ING. JIMMY VILLCA SAINZ
2. Esfuerzos
Carga. Es la fuerza exterior que actúa sobre un cuerpo.
Consecuencias:
Resistencia. Es cuando la carga actúa y produce deformación. Es la capacidad de un cuerpo para resistir una fuerza
aun cuando haya deformación.
Rigidez. Es cuando la carga actúa y NO produce deformación. Es la capacidad de un cuerpo para resistir una fuerza
sin deformarse.
Esfuerzos. Son las fuerzas internas, debido a las cargas, sometidas a un elemento resistente.
Tipos de carga:
Carga estática: Se aplica gradualmente desde en valor inicial cero hasta su máximo valor.
Carga dinámica: Se aplica a una velocidad determinada.
Pueden ser: Carga súbita, cuando el valor máximo se aplica instantáneamente; Carga de choque libre, cuando
está producida por la caída de un cuerpo sobre un elemento resistente y Carga de choque forzado, cuando una
fuerza obliga a dos masas que han colisionado a seguir deformándose después del choque.
2.1. Clasificación de los esfuerzos
Fuerza: Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a las fuerzas. Generan desplazamiento. Dependiendo si están
contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos:
Contiene al eje longitudinal:
Tracción. Es un esfuerzo en el sentido del eje. Tiende a alargar las fibras.
Compresión. Es una tracción negatia. Las fibras se acortan.
Normal al plano que contiene el eje longitudinal:
Cortadura. Tiende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones afectadas.
Momento. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a los momentos. Generan giros. Dependiendo si están
contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos:
Contiene al eje longitudinal:
Flexión. El cuerpo se flexiona, alargándose unas fibras y acortándose otras.
Normal al plano que contiene el eje longitudinal:
Torsión. Las cargas tienden a retorcer las piezas.
Otros:
Esfuerzos compuestos. Es cuando una pieza se encuentra sometida simultáneamente a varios esfuerzos simples,
superponiéndose sus acciones.
Esfuerzos variables. Son los esfuerzos que varían de valor e incluso de signo. Cuando la diferencia entre el valor
máximo y el valor mínimo es 0, el esfuerzo se denomina alternado. Pueden ocasionar rotura por fatiga.
Fuente: Blog de WordPress.com

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En consecuencia, estudiaremos los esfuerzos y deformaciones producidos en elementos estructurales en los
siguientes casos:
- Axiales
- Flexión
- Combinados
- Pandeo (caso particular de esfuerzo axial a compresión)
- Torsión
3.- ESFUERZO NORMAL Y DEFORMACIÓN UNITARIA NORMAL
Los conceptos fundamentales en mecánica de materiales son el esfuerzo y la deformación unitaria. Estos
conceptos se pueden ilustrar en su forma más elemental considerando una barra prismática sometida a fuerzas
axiales.
Una barra prismática es un elemento estructural recto que tiene la misma sección transversal en toda su longitud y
una fuerza axial es una carga dirigida a lo largo del eje del elemento, lo que resulta en esfuerzos de tensión o de
compresión en la barra.
(Figura 2).
Barra prismática en tensión: (a) diagrama de cuerpo libre de un segmento de la barra, (b) segmento de la barra antes
de la aplicación de las cargas, (c) segmento de la barra después de la aplicación de las cargas y (d) esfuerzos
normales en la barra.
El esfuerzo tiene unidades de fuerza por unidad de área y se denota por la letra griega s (sigma). En general, los
esfuerzos s que actúan sobre una superficie plana pueden ser uniformes en toda el área o bien variar en intensidad
de un punto a otro. Supongamos que los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal mn (figura: 2d) están
distribuidos uniformemente sobre el área. Entonces la resultante de estos esfuerzos debe ser igual a la magnitud del

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esfuerzo por el área de la sección transversal A de la barra, es decir, P = σA. Por tanto, obtenemos la expresión
siguiente para la magnitud de los esfuerzos:
Esta ecuación expresa la intensidad de un esfuerzo uniforme en una barra prismática con sección transversal
arbitraria cargada axialmente. Cuando la barra es estirada por las fuerzas P, los esfuerzos son esfuerzos de tensión;
si se invierte la dirección de las fuerzas, la barra se comprime y tenemos esfuerzos de compresión. Puesto que los
esfuerzos actúan en una dirección perpendicular a la superficie cortada, se denominan esfuerzos normales.
Fuente: JORGE EDUARDO SALAZAR TRUJILLO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES

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Diagrama de Esfuerzo Vs Deformación
Diagrama de Esfuerzo Vs Deformación

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ING. JIMMY VILLCA SAINZ
Ejercicio: 01
Un poste corto, construido con un tubo circular hueco de aluminio, soporta una carga de compresión de 26 kips (fi
gura 1.5). Los diámetros interior y exterior del tubo son d1 = 4.0 in y d2 = 4.5 in, respectivamente, y su longitud es
16 in. El acortamiento del poste debido a la carga es de 0.012 in.
Determine el esfuerzo de compresión y la deformación unitaria en el poste. (No tenga en cuenta el peso del poste y
suponga que éste no se pandea con la carga.)