Es una magnitud vectorial que puede cambiar el estado de movimiento o de reposo de un objeto.
Ejemplo
Fuerza necesaria para lanzar una bola de papel a la papelera.
Esfuerzo
Definición
Implica la aplicación de fuerza para vencer una resistencia, realizar un trabajo o mover un objeto.
Ejemplo
Por ejemplo, "levantar pesas requiere esfuerzo físico".
1. ¿Qué es una estructura?
Aplica distintas fuerzas sobre tus dedos: tira con una de tus manos del dedo índice de la otra, retuércelo o aprieta las palmas de tus manos una contra otra. Notarás en todos los casos una tensión que crece al aumentar la fuerza que ejerces. Sin embargo, el tipo de sensación (esfuerzo) es diferente en cada caso al haber aplicado fuerzas distintas y de varias maneras. Podemos deducir, por tanto, que las cargas producen distintos tipos de esfuerzos en los objetos sobre los que actúan.
Estos esfuerzos se clasifican según la deformación que producen: tracción, compresión, torsión, flexión y cortante.
2. Esfuerzos de tracción, compresión, flexión, torsión y cizalladura o cortante
TRACCIÓN
Ocurre cuando las fuerzas tienden a estirar el cuerpo sobre el que actúan. Estas fuerzas son contrarias y operan en la misma dirección, pero en sentido opuesto, hacia el exterior del cuerpo. Algunos ejemplos de objetos sujetos a esfuerzo de tracción incluyen las gomas de un tirachinas, los tirantes de un puente, la cuerda de una persiana o la cadena de la que cuelga una lámpara. o las cadenas de un columpio.
Surge cuando las fuerzas intentan aplastar o comprimir un cuerpo. Estas fuerzas son opuestas, confrontadas y actúan hacia el interior del objeto. Ejemplos de elementos que resisten este tipo de esfuerzo incluyen las patas de una mesa, los pilares de un puente o las piernas de una persona de pie.
Se presenta cuando las fuerzas intentan curvar o doblar el elemento sobre el cual actúan. Estas fuerzas no están enfrentadas; operan en sentido contrario y están bastante separadas entre sí. La carga puede ser puntual o distribuirse a lo largo de todo el elemento, como se observa en la fotografía. Ejemplos de estructuras sujetas a este tipo de esfuerzo incluyen el dintel de una puerta, las baldas de una estantería o la barra de un armario ropero.
En esta situación, las fuerzas buscan torcer el elemento sobre el cual actúan, tratando de inducir un giro en el cuerpo y operando en direcciones opuestas. La torsión se evidencia al afilar un lápiz, al girar una llave para abrir una puerta, al apretar un tornillo con un destornillador, o incluso se observa en las vigas perimetrales de los edificios.
Este tipo de esfuerzo busca seccionar el objeto en un punto específico. Se manifiesta cuando las fuerzas se aplican muy cercanas entre sí, sin llegar a estar enfrentadas; una actúa hacia arriba y la otra hacia abajo, intentando deslizar una parte del objeto sobre la otra. Un ejemplo de este tipo de esfuerzo se observa al cortar papel con unas tijeras, en la alcayata clavada en la pared de la que cuelga un cuadro, y también en las uniones de pilares y vigas.
Ocurre cuando las fuerzas intentan estirar un objeto en direcciones opuestas hacia el exterior. Ejemplos incluyen las gomas de un tirachinas, las cadenas de un columpio o los tirantes de un puente.
2. Compresión:
Surge cuando las fuerzas buscan aplastar o comprimir un objeto, actuando hacia el interior. Ejemplos son las patas de una mesa, los pilares de un puente o las piernas de una persona de pie.
3. Flexión:
Se presenta cuando las fuerzas intentan curvar o doblar un elemento, operando en sentido contrario y separadas. Ejemplos incluyen el dintel de una puerta, las baldas de una estantería o la barra de un armario ropero.
4. Torsión:
Las fuerzas buscan torcer el objeto, induciendo un giro en direcciones opuestas. Ejemplos incluyen afilar un lápiz, girar una llave para abrir una puerta o las vigas perimetrales de los edificios.
5. Cizalladura o Cortante:
Busca seccionar el objeto en un punto específico con fuerzas aplicadas cercanas, pero no enfrentadas. Ejemplos son cortar papel con tijeras, la alcayata en la pared de un cuadro o las uniones de pilares y vigas.
3. En vídeo
Estructuras naturales y artificiales
4. ¡Lápices al centro!
Llega el momento de trabajar lo aprendido. Tenéis tres minutos para hablar por turnos entre vosotros y poneros de acuerdo en la respuesta que queréis dar. Entonces tendréis otros dos minutos para escribirla de forma individual en vuestra libreta.
Realiza en tu cuaderno los siguientes ejercicios. ¡No olvides que estamos trabajando en cooperativo!
Ejercicio 1
Analiza e identifica todos los esfuerzos a los que está sometido un columpio cuando un niño está balanceándose en él.