LA MECÁNICA DE MATERIALES

Es una rama de la mecánica que estudia los efectos internos del esfuerzo y la deformacion en un cuerpo sólido que está sometido a una carga externa. El esfuerzo se encientra asociado con la resistencia del material del que esta echo.

CARGAS EXTERNAS
Un cuerpo puede estar sometido a dos tipos de cargas externas:

• FUERZA DE SUPERFICIE: son causadas por el contacto directo de una cuerpo con la superficie de otro. En todos los casos esas fuerzas están distribuidas sobre el área de contacto entre los cuerpos. Si esta área es pequeña en comparación con el área de la superficie total del cuerpo, entonces la fuerza de superficie puede idealizarse como una sola fuerza concentrada. si la carga de la superficie se aplica a lo largo de una área estrecha o línea, la carga puede idealizarse como una carga linealmente distribuida. 

• FUERZA DE CUERPO: se desarrolla cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo sin contacto físico directo entre éstos. Aunque las fuerzas de cuerpo afectan cada una de las partículas que lo forman, estas fuerzas se representan por una sola fuerza concentrada que actúa sobre el cuerpo.

REACCIONES EN LOS SOPORTES (APOYOS)

Las fuerzas de superficie que se desarrollan en los soportes o puntos de contacto entre los cuerpos se llaman reacciones. Como regla general, si el soporte impide la traslación en una dirección dada, entonces debe desarrollarse una fuerza sobre el elemento en esa dirección. Del mismo modo, si se impide la rotación, debe ejercerse un momento sobre el elemento.

ECUACIONES DE EQUILIBRIO 

El equilibrio de un cuerpo requiere un balance de fuerza para impedir que el cuerpo se traslade o tenga movimientos acelerados a lo largo de una trayectoria recta o curva, y un balance de momentos para impedir que el cuerpo gire. Estas condiciones pueden expresarse de manera matemática mediante dos ecuaciones vectoriales 

∑F  representa la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo

∑Mo es la suma de los momentos de todas las fuerzas respecto a cualquier punto ya sea sobre o fuera del cuerpo

Con frecuencia en la práctica de la ingeniería, la carga sobre un cuerpo puede representarse como un sistema de fuerzas coplanares. Si éste es el caso, y las fuerzas se encuentran en el plano X-Y, entonces las condiciones para el equilibrio del cuerpo pueden especificarse mediante sólo tres ecuaciones escalares de equilibrio, que son:

La aplicación exitosa de las ecuaciones requiere la especificación completa de todas las fuerzas conocidas y desconocidas que actúan sobre el cuerpo, por lo que la mejor manera de tomar en cuenta todas esas fuerzas es dibujar el diagrama de cuepo libre del cuerpo.

CARGAS INTERNAS RESULTANTES

En la mecánica de materiales, la estática se una principalmente para determinar las cargas resultantes que actúan dentro de un cuerpo.

Pueden definirse cuatro diferentes tipos de cargas resultantes de la manera siguiente:

• ·         Fuerza normal N: esta fuerza actúa perpendicularmente al área. Se desarrolla siempre que las externas tienden a empujar o jalar sobre los dos segmentos del cuerpo
• ·         Esfuerzo cortante V: se encuentra en el plano del área y desarrolla cuando las cargas externas tienden a ocasionar que los dos segmentos del cuerpo se deslicen uno sobre el otro
• ·         Momento de torsión o tronque T: este efecto se desarrolla cuando las cargas externas tienden a torcer un segmento del cuerpo con respecto al otro alrededor de un eje perpendicular al área
• ·         Momento flexionante M: Es causado por las cargas externas que tienden a flexionar el cuerpo respecto a un eje que se encuentra dentro del plano del área