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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO
HENRÍQUEZ UREÑA
(UNPHU)
Asignatura: FUNDAMENTOS ESTRUCTURALES II Profesor(a): Yesica Hypata Pérez Tema: Cuestionario de la unidad I Nombre: Paoli Cabrera Matos Matrícula: 21 - 2112 Fecha: 13 de septiembre 2 023
CUESTIONARIO DE LA UNIDAD I:
1. ¿Cuáles son los diferentes tipos de materiales? Materiales inorgánicos: Son aquellos que no contienen carbono en su estructura. Ejemplos de materiales inorgánicos son los metales, las cerámicas y los vidrios. Materiales orgánicos: Son aquellos que contienen carbono en su estructura. Ejemplos de materiales orgánicos son los plásticos, los textiles y los materiales biológicos. Materiales compuestos: Son materiales formados por la combinación de dos o más materiales diferentes. Ejemplos de materiales compuestos son la fibra de vidrio, el concreto reforzado con acero y la madera contrachapada. Materiales naturales: Son aquellos que se encuentran en la naturaleza y no han sido modificados por el ser humano. Ejemplos de materiales naturales son la madera, la piedra y el algodón. M
Materiales semiconductores: Son aquellos que tienen propiedades intermedias entre los conductores y los aislantes. Ejemplos de materiales semiconductores son el silicio, el germanio y el arseniuro de galio. Materiales superconductores: Son aquellos que tienen la capacidad de conducir electricidad sin resistencia a bajas temperaturas. Ejemplos de materiales superconductores son el niobio-titanio, el ytrio-bario-cobre-óxido y el mercurio-bario- calcio-cobre-óxido.
2. ¿Qué se estudia en la resistencia de materiales? La resistencia de materiales es una disciplina de la ingeniería que se encarga de estudiar el comportamiento de los materiales cuando están sometidos a fuerzas externas. En particular, se analiza cómo los materiales responden a las cargas y cómo se deforman bajo la acción de esas fuerzas. En el estudio de la resistencia de materiales se analizan diferentes aspectos, como:
- Esfuerzos y deformaciones: Se estudian los esfuerzos internos que se generan en un material cuando está sometido a cargas externas, así como las deformaciones que experimentan el material como resultado de esos esfuerzos.
- Propiedades mecánicas de los materiales: Se investigan las propiedades mecánicas de los materiales, como la resistencia a la tracción, la resistencia a la compresión, la rigidez, la ductilidad, la fragilidad, entre otras. Estas propiedades son fundamentales para comprender cómo los materiales se comportan bajo diferentes condiciones de carga.
- Análisis de estructuras: Se estudia cómo los materiales se comportan cuando se utilizan en la construcción de estructuras, como puentes, edificios, maquinaria, entre otros. Se analizan aspectos como la estabilidad, la resistencia y la capacidad de carga de las estructuras.
- Diseño de elementos estructurales: Se desarrollan métodos y técnicas para el diseño de elementos estructurales, como vigas, columnas, placas, entre otros, teniendo en cuenta las propiedades mecánicas de los materiales y las cargas a las que serán sometidas.
- Falla y fractura de materiales: Se investiga el comportamiento de los materiales cuando se acercan a su límite de resistencia y cómo se produce la fractura. Se analizan los diferentes modos de falla y se buscan formas de prevenir o mitigar la fractura de los materiales. ( Productos , s. f.), ( Resistencia de materiales , s. f.) 3. ¿Qué estudia la estática y resistencia de los materiales? La estática es una rama de la física que analiza los cuerpos en reposo y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos. Se centra en el estudio de las fuerzas y los momentos que actúan sobre los cuerpos y cómo se distribuyen para mantener el equilibrio. En el contexto de la estática de los materiales, se analizan las fuerzas internas y externas que actúan sobre un material en reposo y se estudia cómo estas fuerzas se equilibran para mantener el material en equilibrio. (Valencia, 2019) Por otro lado, la resistencia de los materiales se enfoca en el comportamiento de los materiales cuando están sometidos a fuerzas externas. Se estudian los esfuerzos y las deformaciones que experimentan los materiales bajo diferentes cargas y se analizan las propiedades mecánicas de los materiales, como la resistencia a la tracción, la resistencia a la compresión, la rigidez, la ductilidad, entre otras. El objetivo es comprender cómo los materiales se comportan bajo diferentes condiciones de carga y diseñar estructuras seguras y eficientes. («RESISTENCIA DE MATERIALES», 2019) («Guía docente de la asignatura: RESISTENCIA DE MATERIALES», 2019)
Módulo de elasticidad: El módulo de elasticidad, también conocido como módulo de Young, es una medida de la rigidez de un material. Se define como la relación entre el esfuerzo aplicado y la deformación resultante dentro del rango elástico del material. El módulo de elasticidad se expresa en unidades de presión. Límite elástico: El límite elástico es el nivel máximo de esfuerzo que un material puede soportar sin sufrir una deformación permanente. Es el punto en el cual el material deja de comportarse elásticamente y comienza a deformarse de manera plástica. Límite de fluencia: El límite de fluencia es el nivel de esfuerzo por encima del cual un material comienza a fluir o deformarse plásticamente de manera significativa, incluso a esfuerzos constantes. Es un indicador de la resistencia del material a la deformación permanente.
Resistencia a la tracción: La resistencia a la tracción es la capacidad de material para resistir la tracción o estiramiento. Se define como el esfuerzo máximo que un material puede soportar antes de fracturarse. Resistencia a la compresión: La resistencia a la compresión es la capacidad de un material para resistir la compresión o aplastamiento. Se define como el esfuerzo máximo que un material puede soportar antes de colapsar. Principios de la mecánica: Capítulo1. (s. f.).
5. ¿Qué son las fuerzas? Las fuerzas son fenómenos físicos que pueden modificar el movimiento de un objeto., ya sea acelerándolo, frenándolo o cambiando su dirección. En física, la fuerza se representa como una magnitud vectorial, lo que significa que tiene tanto una magnitud (intensidad) como una dirección. Las fuerzas pueden ser empujes o tirones, y pueden actuar sobre un objeto a través del contacto directo o a distancia, como en el caso de la fuerza gravitatoria o la fuerza magnética. En resumen, las fuerzas son las causas que pueden alterar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo., así como producir deformaciones en los materiales. (colaboradores de Wikipedia, 2023) Fernández (s. f.) 6. ¿Qué son las fuerzas internas en resistencia de materiales? Las fuerzas internas en resistencia de materiales son las fuerzas que actúan dentro de un material o estructura cuando se somete a cargas externas. Estas fuerzas internas se generan como resultado de la distribución de las cargas externas a lo largo del material y pueden incluir fuerzas de compresión., fuerzas de tensión, fuerzas cortantes y momentos reflectores. («RESISTENCIA DE MATERIALES», 2019) Las fuerzas internas son de gran importancia en el análisis de estructuras y materiales, ya que permiten determinar cómo se distribuyen las cargas a lo largo de un elemento estructural y cómo responde el material a esas cargas. El estudio de las fuerzas internas es fundamental para diseñar estructuras seguras y eficientes., ya que permite determinar los esfuerzos y deformaciones que experimentará el material. Construcción y Construcción (2023)
9. ¿Diferencia entre Fuerza y Esfuerzo? La fuerza se refiere a una magnitud vectorial que puede causar un cambio en el movimiento o la forma de un objeto. Es una acción física que puede ser medida en unidades como newtons (N). La fuerza puede ser aplicada externamente a un objeto y puede ser de compresión, tensión, cortante, etc. Por otro lado, el esfuerzo se refiere a la medida de la intensidad de la fuerza aplicada en relación con el área sobre la cual se aplica. Es decir, el esfuerzo es la fuerza por unidad de área. Se expresa en unidades de presión, como pascales (Pa) o libras por pulgada cuadrada (psi). El esfuerzo es una medida de la resistencia interna de un material o estructura a la fuerza aplicada. (¿Qué diferencia hay entre esfuerzo y tensión (no confundir con la tracción) en resistencia de materiales?, s. f.) 10. ¿Esfuerzo normal y esfuerzo cortante promedios? El esfuerzo normal promedio se refiere a la medida promedio de la intensidad de la fuerza aplicada perpendicularmente a una sección transversal de un elemento estructural. Se calcula dividiendo la fuerza normal total por el área de la sección transversal. El esfuerzo corto promedio, por otro lado, se refiere a la medida promedio de la intensidad de la fuerza aplicada tangencialmente a una sección transversal de un elemento estructural. Se calcula dividiendo la fuerza cortante total por el área de la sección transversal. Ambos esfuerzos son importantes en el análisis de estructuras, ya que permiten evaluar la capacidad de un material o una estructura para resistir las fuerzas aplicadas. El esfuerzo normal promedio está relacionado con la resistencia a la compresión o la tensión, mientras que el esfuerzo cortante promedio está relacionado con la resistencia al corte. Es importante tener en cuenta que estos esfuerzos promedio son valores promedio a lo largo de una sección transversal y pueden variar en diferentes puntos de la estructura. (Ejercicio 1.38, s. f.)
11. ¿Esfuerzo de contacto? El esfuerzo de contacto se refiere a los esfuerzos que se generan cuando dos superficies entran en contacto y transmiten cargas entre sí. Estos esfuerzos pueden ser de compresión, tensión o corte, dependiendo de la naturaleza de la carga y las características de las superficies en contacto. El esfuerzo de contacto es importante en el análisis de estructuras y componentes mecánicos., ya que puede afectar la resistencia, la durabilidad y el rendimiento de los materiales. El estudio del esfuerzo de contacto se utiliza en diversas aplicaciones., como el diseño de rodamientos, engranajes, juntas y uniones, entre otros. (Anaya, 2014) 12. ¿Esfuerzo permisible? El esfuerzo permisible se refiere al nivel máximo de esfuerzo que un material o componente puede soportar sin sufrir una falla o deformación excesiva. También se conoce como esfuerzo admisible o carga permitida. El esfuerzo permisible se determina mediante pruebas y análisis de materiales para garantizar la seguridad y la integridad de las estructuras y componentes. Se establece un límite seguro para evitar que el material se dañe o caiga bajo las cargas aplicadas. El esfuerzo permitido puede variar según el tipo de material, las propiedades del material, el diseño de la estructura y las condiciones de carga. Se expresa específicamente en unidades de presión, como psi (libras por pulgada cuadrada) o MPa (megapascales). Es importante tener en cuenta que el esfuerzo permitido es una medida de seguridad y se utiliza para garantizar que las estructuras y componentes no se sometan a cargas que puedan provocar fallas o deformaciones inaceptables. (Clases de Ingeniería, 2022) 13. ¿Variación de los esfuerzos según el plano considerado? La variación de los esfuerzos según el plano considerado se refiere a cómo cambian los esfuerzos en diferentes planos de un material o componente. Cuando se aplica una carga a un material, los esfuerzos pueden variar dependiendo de la orientación del plano en el que se mide.
Referencias bibliográficas
Productos. (s. f.). G.U.N.T. https://www.gunt.de/es/productos/mecanica-y-diseno- mecanico/resistencia-de-materiales/glct-1:pa-150:ca- 9 Resistencia de materiales. (s. f.). Scribd. https://es.scribd.com/doc/19270886/Resistencia- de-materiales Valencia, J. (2019, 10 mayo). GoConQR - ESTÁTICA y RESISTENCIA DE MATERIALES. GoConqr. https://www.goconqr.com/en/mindmap/12328523/estatica-y-resistencia-de-materiales RESISTENCIA DE MATERIALES. (2019). Instituto politécnico universidad del Rosario. https://www.cud.upct.es/wp-content/uploads/2019/01/511102011_es.pdf Guía docente de la asignatura: RESISTENCIA DE MATERIALES : Grado en Ingeniería de Organización Industrial. (2019). Universidad Politéctica de Cartagena - Centro Universitario de la Defensa. https://www.cud.upct.es/wp-content/uploads/2019/01/511102011_es.pdf Principios de la mecánica: Capítulo1. (s. f.). http://w3.mecanica.upm.es/~goico/mecanica/libro/cap1.pdf colaboradores de Wikipedia. (2023). Fuerza. Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza Fernández, J. L. (s. f.). Las fuerzas. Fisicalab. https://www.fisicalab.com/apartado/las-fuerzas Construcción, A., & Construcción, A. (2023). Resistencia de los materiales. Portal de arquitectura ARQHYS.com. http://www.arqhys.com/construccion/materiales-resistencia.html Manual Diagramas-Fuerzas-internas-Resistencia-materiales-TecSUP. (s. f.). https://www.slideshare.net/fjvillatega/manual- diagramasfuerzasinternasresistenciamaterialestecsup Admin. (2017). Resistencia de materiales. Urbipedia - Archivo de Arquitectura. https://www.urbipedia.org/hoja/Resistencia_de_materiales Construcción, A., & Construcción, A. (2023b). Resistencia de los materiales. Portal de arquitectura ARQHYS.com. https://www.arqhys.com/construccion/materiales-resistencia.html Asale, R.-. (s. f.). Esfuerzo | Diccionario de la Lengua Española. «Diccionario de la lengua española» - Edición del Tricentenario. https://dle.rae.es/esfuerzo ¿Qué diferencia hay entre esfuerzo y tensión (no confundir con la tracción) en resistencia de materiales? (s. f.). Quora. https://es.quora.com/Qu%C3%A9-diferencia-hay-entre-esfuerzo-y- tensi%C3%B3n-no-confundir-con-la-tracci%C3%B3n-en-resistencia-de-materiales
Ejercicio 1.38. (s. f.). Scribd. https://es.scribd.com/document/498491867/Ejercicio- 1 - 38 Anaya, C. E. F. (2014, 4 noviembre). Evaluación y análisis del esfuerzo de contacto nominal en engranajes cilíndricos según norma AGMA. https://rci.cujae.edu.cu/index.php/rci/article/view/ Clases de Ingeniería. (2022, 28 octubre). Resistencia - ejercicio 4.15 Beer & Jhonston 7ma edición
- Mecánica de materiales [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=NcutnkXAlag
