Fuerza de tracción
La fuerza de tracción es el esfuerzo a que esta sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que
actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.
En un puente colgante la fuerza de tracción se
localiza en los cables principales.
Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción
sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto
de la tracción.
La fuerza de tracción es la que intenta estirar un
objeto (tira de sus extremos fuerza que soportan cables de acero en puentes
colgantes, etc.)
Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la
tracción. Algunas de ellas son
• elasticidad
• plasticidad
• ductilidad
• fragilidad
Ejemplo de fuerza de tracción:
Cuando te columpias, los tirantes de los que cuelga el asiento del columpio se
encuentran bajo tensión. Por un lado reciben la
fuerza de tu peso hacia abajo y por el otro, la fuerza hacia arriba de los
goznes de los que cuelga el columpio. Pero a diferencia del caso de la
silla, las dos fuerzas tienden a estirar los tirantes; a este tipo de fuerzas
se les llama de tensión (también llamados de tracción.)
Fuerza de compresión
La fuerza de compresión es la resultante de las tensiones o presiones
que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo,caracterizada porque tiende a una reducción de
volumen o un acortamiento en determinada dirección.
La fuerza de compresión es la contraria a la de tracción, intenta
comprimir un objeto en el sentido de la fuerza.
La fuerza de compresión es un estado de
tensión en el cual las partículas se aprietan entre sí. Una columna sobre la cual se apoya una carga, se halla sometida a
una solicitación a la compresión.
Una columna sobre la cual se apoya un peso se halla
sometido a compresión, por ese motivo su altura disminuye por efecto de
la carga.
Las deformaciones provocadas por la compresión son de sentido contrario
a las producidas por tracción, hay un
acortamiento en la dirección de la aplicación de la carga y un
ensanchamiento perpendicular a esta dirección, esto debido a que la
cantidad de masa del
cuerpo no varía. Las solicitaciones normales son aquellas fuerzas que
actúan de forma perpendicular a la sección; por lo tanto, la
compresión es una solicitación normal a la sección ya que
en las estructuras de compresión dominante la forma de la estructura
coincide con el camino de las cargas hacia los apoyos, de esta forma, las
solicitaciones actúan de forma perpendicular provocando que las
secciones tienden a acercarse y 'apretarse'.
Un ejemplo de fuerza de compresión es cuando te
sientas en una silla, sus patas se encuentran bajo compresión. Por un lado recibenla fuerza de tu peso hacia abajo y por el
otro, la fuerza hacia arriba. Estas dos fuerzas tienden a
comprimir la pata de la silla. Normalmente las sillas se construyen con
materiales que son muy resistentes a la compresión.
El hormigón es un material que resiste
fuertemente a compresión, pero es muy fragil a esfuerzos de
tracción.
Fuerza gravitatoria
La gravitación es la fuerza de atracción mutua que experimentan
los cuerpos por el hecho de tener una masa determinada. La existencia de
dicha fuerza fue establecida por el matematico y físico
inglés Isaac Newton en el siglo XVII, quien, ademas,
desarrolló para su formulación el llamado calculo de
fluxiones (lo que en la actualidad se conoce como calculo
integral).
Bien aplicando la Tercera Ley de Newton: (por cada fuerza que actúa
sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual
pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma:
Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y
estan situadas sobre la misma recta.)
En un puente colgante debera soportar el peso,
a través de los cables, y habra una tensión y
debera ser mayor del otro extremo, al del peso del
puente en los anclajes (contraria sino el puente se va para abajo). El viento también se toma en cuenta.
Si ya has visto fuerzasvectoriales, es ahí donde se aplican los
principios basicos. Un ejemplo si no te hundes
en el piso, es porque existe una fuerza de igual dirección y magnitud,
pero de sentido contrario.
Las principales fuerzas son la carga que tiene que soportar el puente y el peso
propio del puente
(por supuesto ahí es donde interviene la gravedad).Después tienes
la acción de los vientos, del
agua si esta construido sobre ella, etc. Digamos que
el aspecto principal a tener en cuenta es que el puente debe soportar su propio
peso y la carga transmitiéndolo a los cimientos a través de las
columnas.
Se utilizan cables para soportar los tramos horizontales y de esta manera el
peso es transmitido a la columna.La ley formulada por Newton y que recibe el
nombre de ley de la gravitación universal, afirma que la fuerza de
atracción que experimentan dos cuerpos dotados de masa es directamente
proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia que los separa (ley de la inversa del cuadrado de la
distancia). La ley incluye una constante de proporcionalidad (G) que recibe el
nombre de constante de la gravitación universal y cuyo valor,
determinado mediante experimentos muy precisos. Para determinar la intensidad del
campo gravitatorio asociado a un cuerpo con un radio y una masa determinados,
se establece la aceleración con la que cae uncuerpo de prueba (de radio
y masa unidad) en el seno de dicho campo.
Mediante la aplicación de la segunda ley de Newton tomando los valores
de la fuerza de la gravedad y una masa conocida, se puede obtener la
aceleración de la gravedad.
Fuerza de cortante
La tensión cortante o tensión de corte es aquella que, fijado un plano,
actúa tangente al mismo. Se suele representar con la letra griega tau
Monografias.comEn piezas prismaticas, las tensiones cortantes aparecen
en caso de aplicación de un esfuerzo cortante o
bien de un momento torsor
En piezas alargadas, como vigas y pilares, el plano de referencia suele
ser un paralelo a la sección transversal (i. e., uno perpendicular al
eje longitudinal). A diferencia del esfuerzo normal, es mas
difícil de apreciar en las vigas ya que su efecto es menos evidente.
Ejemplo de fuerzas cortantes
Pensemos en el puente hecho con un tronco de arbol. Cuando te paras a la mitad de este puente, el tronco no se estira
ni se comprime pero la fuerza de tu peso tiende a fracturarlo en su centro. La
fuerza de tu peso y las que se generan en los dos puntos de apoyo del
arbol sobre el suelo no estan alineadas. A este tipo de fuerzas
que actúan en los extremos del tronco y a la fuerza que se imprime en su
parte central, se les llama cortantes, y la mayoría de los materiales
son poco resistentes a ellas.