Estructuras y Mecanismos

Profesor: Eduardo Zurdo

Estructuras

Una estructura es un cuerpo destinado a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre él.

Para que una estructura se considere adecuada, debe ser:

Resistente: debe aguantar sin romper
Rígida: no debe deformarse demasiado
Estable: no debe volcar.

Fuerzas y esfuerzos

Fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o acelerarlo. Por lo tanto para que haya fuerza, tiene que haber interacción entre dos cuerpos.

Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, este:

se deforma cuando cambia su forma o su volumen
acelera cuando cambia su velocidad (tanto si aumenta como si disminuye)
cambia la dirección de su movimiento (esto es, la trayectoria no es recta).

UNIDADES

La fuerza (F) es una magnitud y en el S.I. (Sistema Internacional) se mide en Newtons (N). También se puede medir en kilopondios (kp), también llamados kilos de fuerza.

La equivalencia es 1 kp = 9,8 N ≈ 10 N.

EJEMPLOS

Para sostener un cuerpo de 1 kg de masa tengo que hacer una fuerza de 1 kp ≈ 10 N.
Para sostener un cuerpo de 5 kg de masa tengo que hacer una fuerza de 5 kp ≈ 50 N.

Tipos de fuerzas

Las fuerzas pueden ser de dos tipos:

Fuerzas de contacto: debida a dos cuerpos que se tocan

Por ejemplo, la fuerza que hago cuando empujo una caja o el viento cuando empuja un aerogenerador.

Fuerzas a distancia: la fuerza se ejerce entre dos cuerpos que no se tocan directamente

Por ejemplo la fuerza de la gravedad, la fuerza eléctrica o fuerza magnética.

Esfuerzos

Cuando un cuerpo se ve sometido a fuerzas, dicho cuerpo sufre en su interior unas tensiones que llamamos esfuerzos. Los esfuerzos pueden ser:

Tracción

Tiende a estirar los elementos sobre los que se ejerce. Dichos elementos suelen ser tensores o tirantes, como los cables que soportan un puente.

Compresión

Tiende a aplastar los elementos sobre los que se ejerce. Dichos elementos suelen ser soportes, como los pilares de una casa o las patas de una silla.

Flexión

Tiende a doblar las estructuras. Ocurre en elementos apoyados en varios puntos y que soportan peso a lo largo de toda su longitud. Los elementos sobre los que se ejerce son vigas o barras, como un estante para libros o la plataforma de un puente.