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2º ESO / Tema 2 -> Punto 2 - Tipos de esfuerzos en las estructuras - Contenido educativo

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Subido el 26 de abril de 2020 por Jose Enrique S.

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Vale, pues una vez que ya hemos visto en el punto 1 que es una estructura, cuáles son sus tipos naturales y artificiales y que es una carga o esfuerzo, en este punto, en el punto 2, vamos a ver cuáles son los diferentes tipos de esfuerzos o cargas que van a aparecer en las estructuras, que son básicamente 5, tracción, compresión, flexión, cizalla y torsión. Vamos a verlos uno a uno explicando algún ejemplo. 00:00:00
Bien, empezamos con el primero de ellos, esfuerzo o carga de tracción. Una estructura o una parte de la estructura está sometida a tracción cuando sobre ella actúan fuerzas que tienden a aumentar su longitud, es decir, a estirarla en la dirección de la fuerza. 00:00:23
Tal como veis en el dibujo, cuando intento estirarla de esta manera, esta estructura está sometido a tracción. 00:00:39
Ejemplos para que veáis, pues los cables, los tirantes que tienen los puentes colgantes, el peso de esta parte y el peso de esta parte del puente lo que hacen es intentar estirar el cable. 00:00:51
O, por ejemplo, una tienda de campaña, el peso de la tienda de campaña hacia un lado y el soporte que tengo en el otro lo que hace es intentar estirarlo. La estructura tendrá que estar diseñada de manera adecuada para que soporte este esfuerzo y no se rompa, no se deforme y no se caiga. 00:01:07
Segundo tipo de esfuerzo al cual puede estar sometido una estructura 00:01:24
El esfuerzo de compresión 00:01:28
Una estructura está sometida a compresión 00:01:30
Cuando sobre ella actúan fuerzas que tienden a disminuir la longitud 00:01:32
Es decir, a reducir la negación de la fuerza 00:01:36
Si os fijáis, este esfuerzo es justamente el esfuerzo contrario al anterior 00:01:38
Ahora lo que intentamos no es aumentar la longitud 00:01:42
Con el esfuerzo, con la carga que estamos sometiéndola 00:01:45
Sino lo que intentamos es justamente lo contrario 00:01:48
Lo que intentamos es reducirlo 00:01:50
Vamos a ver algún ejemplo. Tenemos aquí los amortiguadores de la moto. Cuando se produce un impacto contra el suelo, el amortiguador intenta reducir su longitud. 00:01:53
O, por ejemplo, las columnas que tenemos en los edificios. La columna va a soportar todo el peso de la parte superior y esta fuerza lo que va a intentar es disminuir su longitud y comprimirlo. 00:02:07
Como hemos visto con la tracción, tendrá que estar diseñada de manera adecuada para que todo ese peso, todo ese esfuerzo, sea capaz de soportarlo y ni se deforme, ni se rompa, ni se caiga. 00:02:21
Tercer tipo de esfuerzo, el esfuerzo de flexión. Una estructura está sometida a flexión cuando se proyectan fuerzas que tienden a doblarla en la dirección perpendicular a la fuerza aplicada. 00:02:32
Es decir, yo tengo aquí mi estructura y cuando aparece una fuerza perpendicular que lo que intenta es doblarla, pues eso se llama esfuerzo de flexión. 00:02:42
¿Ejemplo de estructuras que están sometidas a flexión? Pues uno muy fácil y muy típico es una estantería. 00:02:52
El peso de los libros intentan doblarlo y como hemos dicho antes, tendrá que estar diseñada de manera adecuada para que no se caiga, no se rompa y no se deforme. 00:02:58
Bien, o por ejemplo, fijaros en el puente, pues todo el peso de los vehículos que van a pasar por aquí encima van a intentar doblarlo y evidentemente tendrá que estar hecho bien para que eso no ocurra. 00:03:10
Cuarto esfuerzo, esfuerzo de cizalla o cortadura. Una estructura está sometida a cizalla o cortadura cuando sobre ella actúan fuerzas que tienden a cortarla perpendicularmente a su sección, es decir, tienden a desplazar una sección respecto de la otra. 00:03:25
Si os fijáis en el dibujo, una fuerza aparece en un sentido, en el mismo punto aparece una fuerza en sentido contrario y este esfuerzo lo que intenta es directamente cortarlo. Este esfuerzo se llama cizalla o cortadura. 00:03:40
Ejemplo de elementos de estructuras o estructuras que están sometidas a cizalla o cortadura. 00:03:53
Pues fijaros, este papel, cuando yo intento cortarlo, una parte de las tijeras presiona en un sentido, 00:03:58
la otra parte de las tijeras presiona en sentido contrario y lo que hace es directamente cortar. 00:04:06
Si el papel fuese suficientemente resistente podría aguantar, pero como no lo es, al final se corta. 00:04:12
o, por ejemplo, un eje que tiene una pieza, pues todo el peso que tenemos por aquí 00:04:18
y todo el peso que tenemos por aquí lo que intenta es directamente cortarlo. 00:04:26
Tendrá que estar, como hemos dicho antes, bien diseñado para que lo pueda resistir. 00:04:30
Y el último tipo de esfuerzo al cual pueden estar sometidas estructuras es el esfuerzo de torsión. 00:04:35
Y una estructura está sometida a torsión cuando sobre ella actúan fuerzas 00:04:40
que tienden a hacerla girar sobre su eje longitudinal, es decir, lo que intentan hacer es retorcerla. 00:04:43
Vamos a ver el ejemplo, aquí tenemos la estructura y lo que intentamos es girarla sobre sí misma. 00:04:50
Ejemplo de elementos o estructuras que estén sometidos a torsión. 00:04:57
Pues, fijaos en esta goma, cuando yo intento girarla así e intento girarla así, 00:05:02
lo que estoy haciendo es retorcerla, tendrá que estar bien diseñada y ser lo suficientemente resistente 00:05:09
para que lo aguante. 00:05:13
O, tal como veis aquí, cuando estoy apretando 00:05:15
un tornillo, o estoy apretando 00:05:17
una tuerca sobre un tornillo, 00:05:19
pues ese elemento está sometido 00:05:21
a torsión y tendrá que ser 00:05:23
lo suficientemente resistente para que lo aguante. 00:05:25
Otro ejemplo que hubiese utilizado en el taller, 00:05:29
la taladadora. Cuando la taladadora 00:05:31
gira, cuando la broca gira, 00:05:33
lo que está sometiendo a la 00:05:35
madera es un esfuerzo de torsión y como 00:05:37
la madera no es suficientemente resistente 00:05:39
al final se rompe y podemos hacer algo. 00:05:41
Pero en ese caso, con la broca, la madera está sometida a un esfuerzo de torsión. 00:05:43
Bien, vamos a ver un ejemplo real. Normalmente en una estructura aparecen varios esfuerzos combinados de sus partes, de manera que cuando se hace el estudio de la estructura, no solamente hay que tener en cuenta la estructura en conjunto, sino que tengo que ir dividiendo cada una de sus partes, ver cada parte a qué esfuerzo va a estar sometido y diseñarlo con el material adecuado para que soporte solamente ese esfuerzo, porque los demás en principio no lo van a interesar. 00:06:13
Vamos a ver el ejemplo de un columpio. 00:06:40
Fijaros, ahí tenemos un columpio con todas sus partes y vamos a ver cuáles son los esfuerzos a los que están sometidos cada una de ellas. 00:06:42
Empezamos con el primero. 00:06:49
Vamos a ver con la barra de arriba. 00:06:51
Fijaros, la barra de arriba, ¿a qué esfuerzo va a estar sometido? 00:06:53
Pues evidentemente al peso de todo lo que tengo aquí, que va a intentar que la barra se vaya hacia abajo, con lo cual se doble de manera perpendicular. 00:06:57
Luego, esta barra va a estar sometida a flexión y cuando la diseñe, elija el material, la forma y haga todo su diseño, solamente tengo que tener en cuenta el esfuerzo de flexión. 00:07:06
Vamos con las cuerdas, estas dos cuerdas que tenemos aquí. Bien, pues estas dos cuerdas van a estar sometidas al peso de la persona que se encuentra aquí y lo que van a intentar hacer es aumentar su longitud y luego están sometidas a esfuerzo de tracción. 00:07:18
A la hora de diseñarla, lo único que voy a tener en cuenta para el material, la forma, la cantidad, etcétera, va a ser el esfuerzo de flexión. 00:07:34
Seguimos bajando. Tenemos aquí ahora la banqueta donde se coloca el niño. Bien, el peso del niño que tengo por aquí encima, lo que voy a intentar es doblarla sobre ella misma de manera perpendicular. 00:07:43
Luego va a estar sometido al esfuerzo de flexión. Este trozo del columpio tendré que pensarlo y tendré que diseñarlo solamente teniendo en cuenta el esfuerzo de flexión. Voy a limpiar un poquito esto para que se vea mejor. 00:07:57
Entonces, seguimos resumiendo. La barra de arriba está sometida a flexión, solo a flexión y tendré que tener en cuenta solamente esto. Los tirantes solamente a tracción y la banqueta solamente a flexión. 00:08:11
Bien, seguimos, vamos a ver, tenemos aquí estos dos elementos, esta especie de triángulo, bien, en esta especie de triángulo ¿a qué va a estar sometido? 00:08:26
Pues fijaros, cuando se produzca el peso de este hacia abajo, lo que voy a intentar es disminuirlo. Luego, por tanto, estos dos y los dos de la izquierda van a estar sometidos a compresión. 00:08:42
Vale, me faltarían este de aquí y este de aquí 00:08:56
Estas barras cuando, voy a dibujarlo aquí 00:09:01
Cuando esto intente bajarse por compresión 00:09:04
Van a intentar abrirse, luego por tanto esta barra de aquí 00:09:09
Va a intentar también abrirse hacia acá 00:09:13
Luego por tanto las barras van a estar sometidas a un esfuerzo 00:09:16
Como veis aquí de tracción, las barras horizontales 00:09:20
Y por último me queda la base, las cuatro bases 00:09:23
Una, dos, tres y cuatro. Cuando todo el peso intente enviar el columpio hacia abajo, estas bases van a estar sometidas por una parte, va a intentar reducir su tamaño con presión y por otra parte, como esto es plano, va a intentar doblarse un poquito, luego por tanto va a estar sometida a flexión. 00:09:26
luego entonces como veis en este ejemplo 00:09:46
cuando se diseña una estructura 00:09:49
hay que tener en cuenta no la estructura en completo 00:09:51
sino cada una de sus partes 00:09:53
tengo que ver en cada una de sus partes 00:09:55
a qué esfuerzo va a estar sometido 00:09:57
tracción, compresión, flexión, cizalla o torsión 00:09:58
y elegir el material, elegir la forma 00:10:03
y elegir todo lo que sea necesario en el diseño 00:10:06
para que sea capaz de soportar solamente ese esfuerzo 00:10:08
de manera que esa parte ni se rompa, ni se caiga, ni se deje 00:10:12
Idioma/s:
es
Materias:
Tecnología
Niveles educativos:
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  • Educación Secundaria Obligatoria
    • Ordinaria
      • Primer Ciclo
        • Segundo Curso
Autor/es:
José Enrique Suárez Pascual
Subido por:
Jose Enrique S.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:
74
Fecha:
26 de abril de 2020 - 19:07
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ISABEL LA CATOLICA
Duración:
10′ 19″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1366x768 píxeles
Tamaño:
7.40 MBytes

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