Tensión Tensión Mecánica — Abstract
In this report we will learn about various concepts concerning physics. In this report we will talk about mechanical tension, it characteristics, its applications, the different types of mecha mechanic nical al tensio tension, n, some some of its princi principle pless and the differ differen entt occasi occasions ons in which which it is import important ant to calcul calculate ate mecha mechanic nical al tension. This report pretends to leave the reader with a clear understanding and also to answer some of the questions the reader might have concerning the theme of this report, it will also teach how to obtain the calculus it needs and its differences. In general this report will require that the students use all of the previously learned concepts to solve certain physics problems.
•
!omprender cada una de sus leyes de movimiento de acuerdo a la tensión mecánica.
•
Estudiar y comprender cada uno de los conceptos de sus marcos teóricos.
III.
34*&+ TE*I&+
$artcula.5 una partcula tiene masa, pero posee un tama&o que no se puede tomar tomar en cuenta. cuenta.
Resumen —
El presente informe se dará a conocer varios &uerpo *gido.5 un cuerpo rgido se puede considerar como una conceptos con respecto a la materia de fsica. El informe trata combinación de un gran n'mero de partculas donde todas estas sobre la tensi!n mecánica, sus caractersticas, sus aplicaciones, permanecen permanecen a una distancia distancia fi$a entre entre ellas, tanto antes como como despu(s sus diferentes tipos, algunos principios y los casos en donde se de la aplicación de una carga al cuerpo. puede calcular la tensi!n mecánica. El informe pretende de"ar en claro y responder a todas nuestras dudas de acuerdo con el tema &uerpo &uerpo concen concentra trada. da.55 una fuerza fuerza concent concentrada rada represen representa ta el selec seleccio cionad nado, o, de la misma misma forma, forma, como como poder poder obtene obtenerr sus efecto de una carga que se supone act'a en cierto punto de un cuerpo. cálculos, cuáles son sus diferencias. #o que el informe busca es )na carga puede representarse mediante una fuerza concentrada. que que los los estu estudi dian ante tess util utilic icen en todo todoss esos esos conc concep epto toss para para la resoluci!n de problemas con respecto al tema de fsica.
$alabras clave% $artcula, &uerpo rgido, 'uer(a concentrada.
I. I)T*+-&&I) En este informe hablaremos todo lo relacionado con la tensión tensión mecánica mecánica para comprend comprender er todos sus principios principios y fundamentos y de que madera lo podemos utilizar. Ya que en el proceso para la formación de un ingeniero civil, es muy import important antee tener tener todos todos los conoci conocimie miento ntoss de acuer acuerdo do a la mater materia ia que estudi estudiare aremos mos en el proce proceso so de formac formación ión.. El informe ayudara a los estudiantes a entender los principios fsicos que fortalecerán los conocimientos y habilidades para poder resolver problemas. problemas. !omo finalidad el informe tiene reforzar todo lo visto en clase con un poco más de profundidad de acuerdo al tema seleccionado.
II. +/0ETI1+2
3ecánica% la mecánica es una rama de las ciencias fsicas que estudia el estado del reposo o movimiento de los cuerpos que están sometidos a la acción de fuerzas. *a mecánica se divide en dos áreas% estática y dinámica. *a estática estudia el equilibrio de los cuerpos, es decir de los cuerpos que están en reposo o que están en movimiento a una velocidad constante. -)I4E2 E 3EI&I+). *as cuatro cantidade cantidadess básicas básicas son la longitud, longitud, tiempo, masa y fuerza.
#ongitud% se usa para localizar la posición de un punto en el espacio el cual describe el tama&o de un sistema fsico. Tiem Tiempo po%% el tiempo se concibe como una secuencia de eventos.
3asa 3asa%% la masa es una medición de la cantidad de una materia que es usada para comparar la acción de un cuerpo con el otro.
'uer(a 'uer(a%% la fuerza se considera como un empu$ón o un $alón que e$ercido por un cuerpo cuerpo a otro. Esta interacción interacción puede E"pand E"pandir ir y entend entender er los conoci conocimie miento ntoss de la tensió tensión n ocurrir cuando ay un contacto directo entre los cuerpos, es mecánica. decir como cuando una persona empu$a una pared. #b$etivos Especficos% !onocer la importancia de la tensión en un cuerpo. $eso% es la fuerza gravitacional que atrae al cuerpo. En el planeta tierra, es la fuerza gravitacional que la tierra e$erce !onoce !onocerr las unidades unidades de medida medida que se utiliz utilizaa para para sobre el cuerpo. medir la tensión mecánica. •
•
El )ewton% es la unidad de fuerza en el +. El -eton es
#ey de la atracci!n gravitacional de )ewton% luego de
la fuerza resultante que proporciona a / 0g una aceleración de
formular las tres leyes de movimiento -eton postulo una l ey que gobierna la atracción gravitacional entre dos partculas sin importar cual sea. 2igura 5.
/ m1
.
#as Tres #eyes de )ewton% Estas leyes se aplican al movimiento de una partcula cuando se mide a parir de un marco de referencia.
$rimera ley de )ewton% una partcula originalmente en reposo, o que se mueve en lnea recta con una velocidad constante, permanece en reposo siempre y cuando la partcula no sea sometida a una fuerza no balanceada. 2igura /.
En donde 2 6 fuerza de gravitación gravitación entre las dos partculas. partculas. 7 6 constante universal de gravitación% gravitación% de acuerdo con la evidencia e"perimental. m/,m3 6 masa de cada una de las dos particulas. r 6 distancia entre las dos partculas.
'igura 6 'igura 9 2egunda ley de )ewton% una partcula sobre la cual act'a una fuerza no balanceada 2 e"perimenta una aceleración a la cual cual tien tienee la mism mismaa dire direcc cció ión, n, fuer fuerza za y una una magn magnitu itud d directamente proporcional a la fuerza. 2igura3.
Tensi!n% en la rama de la fsica, la tensión se la denomina como la fuerza que es e$ercida mediante la acción de un cale, cuer cuerda da,, cade cadena na o cual cualqu quie ierr ob$e ob$eto to soli solido do simi simila larr a los los mencionad mencionados. os. Es el resultad resultad de la atracción atracción electroestáti electroestática ca neta entre las partculas de un sólido cuando este se deforma de tal forma forma que las partc partcula ulass se separ separan an unas unas de otras otras apartándose de su posición de equilibrio, la cual esta fuerza se encuentra balanceada por la repulsión. *a Tensión es una magnitud de fuerza que es medida en netons y siempre siempre es medida en en dirección paralela la cuerda sobre la que se aplica. 2igura 5
'igura 7 Tercera ley de )ewton% las fuerzas de acción y reacción entre dos partculas son iguales, opuestas y colineales. 2igura 4.
'igura 8
Tensi!n )ormal y Tangencial. +i se tiene en cuenta un punto concreto de un cuerpo deformable que está sometido a una tensión y se elige un corte con un plano imaginario imaginario pi >?@ que lo separa en dos partes, tenemos entonces entonces el producto vector tensión tensión t? que se regirá a las condiciones internas del cuerpo, de la ubicación y del vector unitario normal n? al plano ? definida mediante el tensor el tensor tensión% tensión%
7eneralmente 7eneralmente ese vector puede descomponerse las cuales producen efectos diferentes diferentes y esto dependerá dependerá del material sea más d'ctil o más frágil. Esas dos componentes tendrán el nombre de componentes intrnsecas del vector tensión respecto al plano ? y se llaman tensión normal o o que es perpendicular al plano y tensión tangencial que que es paralela al plano, estas componentes componentes vendrán dadas por% >2igura A@
'igura :
TE)2I+) 3E&4)I&4. En fsi fsica ca como como en inge ingeni nier era a,, se deno denomi mina na tens tensió ión n mecánica a la magnitud de fsica que representa la fuerza por unidad unidad de área área en torno de un punto punto mater material ial sobre sobre una superficie real o imaginaria de un medio continuo. El ob$etivo es e"plicar cómo se transmiten las fuerzas e"ternas a trav(s de los sólidos, para lo cual es necesario introd introduci ucirr el concep concepto to de tensió tensión, n, siendo siendo este este el concep concepto to fsico más relevante de la mecánica de los medios continuos. *a tensión mecánica se e"presa en unidades de presión, como fuerza dividida. *a unidad de tensión mecánica es el pascal. / 8a 6 / -1m9 En la ingeniera tambi(n se usa otras unidades como e"presiones 0g1cm9 o 0g1mm9, donde :0g; se refiere a 0ilopondio o 0ilopondio o 0ilogramo
'igura <
'uer(a de Tensi!n.5 es la fuerza con la que una cuerda o 'igura ;
cadena tira del ob$eto al cual esta unidad. *a magnitud de la fuerza de tensión es la tensión. >2r@. 2igura B.
&oeficiente &oeficiente de 'ricci!n 'ricci!n Estática% esta se define para el caso en donde una superficie está a punto de deslizarse a trav(s de otra superficie. Esto quiere decir%
'igura = 'uer(a de 'ricci!n.5 es la fuerza tangencial que act'a sobre una superficie que se opone al deslizamiento de la superficie a trav(s de una superficie adyacente. *a fuerza de fricción e paralela a la fuerza aplicada sobrepase la fuerza má"ima de fricción estática. 2igura C.
#as 'uer(as &oncurrentes% son todas las fuerzas que sus lneas de acción pasan a trav(s de un punto com'n.
#a condici!n del equilibrio% para que un cuerpo este en equilibrio nos dice que la sumatoria de los cuerpos deben ser iguales a cero. ' 6 D Fe forma más puntual en forma de sus componentes. Fx 6 Fy 6 Fz 6 D Esto quiere decir que la resultante de todas las fuerzas e"ternas que act'an sobre un ob$eto de ser igual a cero.
$-)T+2 I3$+*T4)TE2 <
*a est estát átic icaa es el estu estudi dio o de los los cuerp cuerpos os en rep repos oso oo que que está están n sien siendo do movi movido doss por por una una velo veloci cida dad d constante.
<
)na partc partcula ula tiene tiene masa masa pero pero posee posee un tam tama&o a&o que se puede pasar por alto.
'uer 'uer(a (a )ormal )ormal%% sobre sobre una superf superfici iciee que sobre sobre una
<
)n cue cuerp rpo o rgi rgido do no no se defo deform rmaa ba$o ba$o car carga ga..
segunda segunda superfic superficie, ie, es la component componentee perpendicu perpendicular lar de la fuerza e$ercida por la superficie de soporte sobre la superficie que está siendo soportada. 2igura /D.
<
*as *as carga cargass conce concent ntra rada dass act'a act'an n en un punt punto o sobr sobree un cuerpo.
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*as *as tres tres leyes leyes de -e -eto ton n deben deben memo memori riza zars rsee para para un me$or aprendiza$e.
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*a más más aes aes una una mas masaa medi medida da de de cant cantid idad ad de de mate materi riaa que no cambia de una ubicación a otra.
'igura >
'uente 'uente de alimentaci!n alimentaci!n regulable regulable 4&5&% 4&5&% Esta fuente nos permite variar las corrientes alternas y contin'as mediante un regulador en la parte superior del equipo. 'igura 6? &oeficiente &oeficiente de 'ricci!n 'ricci!n &in@tica% &in@tica% este se define para el caso en el que una superficie se desliza a trav(s de otra rapidez constante. Eso quiere decir%
I1. I1.&+)&#-2I+)E2 En este informe se observó lo importante que es la tensión y sus implicaciones que tiene dentro de la ingeniera ya que lo podemos tomar en cuenta para el dise&o de estructuras y sabe aber cuánd uándo o un elem lemento nto está stá sie siendo ndo som sometido ido a
tensión. !on esto se tiene un conocimiento teórico de las aplicaciones que tiene la tensión, sus caractersticas las leyes que la rigen y los diferentes tipos. tipos. Gl final del informe pudimos apreciar y tener un me$or conocimiento de cada uno de los conceptos tratados sobre la tensión mecánica. *os diferentes tipos de conceptos tratados tuvieron un poco de dificultad al inicio pero al profundizar los conocimientos se pudo ba$ar el nivel de dificultad y tener un me$or me$or entend entendimi imient ento o del tema. tema. 8ara 8ara conclu concluir ir se pudo pudo cumplir con todos los ob$etivos planteados de este informe.
1. /I/#I+A*4'B4 H/I H/I
E. J. E. 2erd 2erdin inan and d 8. Keer Keer L E. Jusse Jussell ll ohns ohnsto ton, n, :Equilibrio de cuerpos rgidos,; de Mecánica vectorial para inge ingeni nier eros os Octa Octava va Edic Edició iónn, M("ic "ico, Mc7ra< Nill ill nteramericana, nteramericana, 3DDA, pp. /OA<3/O. H3I H3I G. K. y. P. 2ole olerr, :!uer !uerpo poss en Equi Equili libr brio io,; ,; de MECANICA PARA INENIER!A INENIER!A , M("ico, Gddson Pesley beroamericana, beroamericana, 3DDD, pp. 3DO<3=B. H4I J. c. Nibbel Nibbeler er,, :Equil :Equilibr ibrio io de un cuerpo cuerpo rgid rgido,; o,; de
MEC"NICA E#$ICA PARA INENIERO# INENIERO# %&CIMA #E'N% #E'N%A A E % I C I (N , M("ico, 8EGJ+#- Educación, 3D/D, pp. /C4<34B. . M. M. <. *.<7 *.<7.. Qrai Qraige ge,, :Equi :Equili libr brio io,; ,; de Estática para ingenieros $ercera Edición , Editorial Jevert(, +.G., pp. B4< /4/. HOI . Jodrguez, 2sica 7eneral, Fecima Edición, M("ico F. 2.% The Mc7ra
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