Resistencia De Los Materiales

1. Explique la definición de torsión, y de como mínimo 2 ejemplos de la vida cotidiana.

Se ha definido la fuerza como un tirón o un empujón que tiende a causar un movimiento. El momento de torsión o torca M se define como la tendencia a producir un cambio en el movimiento rotacional. En algunos libros se le llama también momento de la fuerza, como ya hemos visto, el movimiento rotacional se ve afectado tanto por la magnitud de la fuerza F como por su brazo de palanca r, Por lo tanto definiremos el momento de torsión como el producto de una fuerza por su brazo de palanca.

Momento de torsión = fuerza x brazo de palanca.

M = F r

Es preciso entender que en la ecuación anterior r se mide en forma perpendicular a la línea de acción de la fuerza F. Las unidades del momento de torsión son las unidades de fuerza por distancia, por ejemplo Newton-metro

Nm (joule) y libra-pie (lb.ft).

Cuando una fuerza tiende a girar a un objeto en el sentido de las manecillas del reloj, se le asigna un signo negativo, y cuando tiende a girar al objeto en el sentido contrario a las manecillas del reloj se le asigna un signo positivo.

El momento de una fuerza cuando dicha fuerza aplicada a un objeto también puede calcularse con la siguiente ecuación:

M = F sen (r.

Se utiliza el seno del ángulo, puesto que la componente vertical de la fuerza (Fy) es la componente por la cual el objeto tiende a girar.

Ejemplos en la vida cotidiana.

1. Apretar una tuerca en el esparrago de caucho de un automóvil.

2. Aplicar una fuerza a la manilla de una puerta para abrirla.

3. El peso de un volado (balcón) empotrado en una viga de carga en una edificación.

2. A través de un grafico, explique los elementos de la torsión.

La torsión en elementos estructurales puede ser producida en forma directa por las acciones exteriores, o puede presentarse al iniciarse el pandeo de un miembro originalmente recto sometido, por ejemplo, a flexión; el desplazamiento lateral del eje y las rotaciones de las secciones transversales que caracterizan el pandeo de las vigas ocasionan momentos torsionantes; la resistencia de la viga aumenta cuando crece su oposición a los desplazamientos laterales lo que depende, entre otras cosas, de su resistencia a la torsión.

Torsión pura o de Saint Venant El ángulo de rotación, por unidad de longitud, de una barra recta de sección transversal rectangular sometida a torsión pura, producida por pares aplicados en sus extremos, y los esfuerzos tangenciales máximos, que aparecen en los puntos medios de los lados largos. G es el módulo de elasticidad al esfuerzo cortante del material, MT el momento de torsión, constante, que actúa en la barra, a y b los lados menor y mayor del rectángulo.

3. Explique el diagrama de momento torsionantes.

Para trazar el diagrama de momentos torsionantes, se comienza en el punto A, donde se aplica un momento de 50 Nm, por lo que el diagrama será positivo; al llegar al punto B está aplicando un momento de -80 Nm, se suma algebraicamente quedando un valor de -30 Nm, que es el momento interno del tramo BC y que también es trazado en el diagrama. Continua a lo largo del eje hasta llegar al punto C, donde se aplica un momento de 100 Nm, por lo que se suma algebraicamente al valor de -30 Nm que se traía en el diagrama y queda 70 Nm; finalmente se llega al punto D, donde existe un momento torsor de -70 Nm, el cual hace que el diagrama de momentos torsionantes finalmente llegue a 0. Esto indica que en el eje existe equilibrio interno y además se puede observar en el diagrama los valores internos de momentos para los tramos AB, BC y CD, los cuales son +50, -30

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