8/19/2019 Estructuras Clase 1 (1)

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 Kg 

ESTRUCTURAS

RESUMEN CLASE 1

FUERZA es la resultante de la aplicación de cierta cantidad de energía sobre una

masa en un punto fijo y con un sentido y una dirección determinada.

SUS CARACTERÍSTICAS SON:El punto de aplicaciónLa dirección indicada por la línea recta del movimiento resultante.El sentido del movimiento que produce (hacia adonde va).La intensidad o potencia, que resulta de compararla con una fuerza que se considera launidad.

REPRESENTACIÓN GEOMÉTRICA DE UNA FUERZA

Se le denomina VECTOR.

Se dibuja como una recta uno de cuyos extremos está en el punto de origen delvector y en el otro se dibuja una V como en punta de flecha.

El punto de origen es el punto de aplicaciónLa recta sobre que está situado el vector es la dirección de la fuerzaLa flecha señala el sentido de la fuerzaLa extensión del vector su intensidad.

Se dibuja utilizando una escala de medición (ej. Papel milimetrado), de modo que laslongitudes dibujadas de los vectores sean proporcionales a las intensidades de lasfuerzas que representan.

UNIDADES DE FUERZA

1) SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS

NEWTON

Kilogramo fuerza ó Kgf ó

2) SISTEMA INGLÉS DE MEDIDAS

Libra fuerza ó Lbf ó

3) CONVERSIÓN DE UNIDADES

1 = 9.8 N 1 = 2.2

COMO MEDIR UNA FUERZA

El instrumento que permite medir la intensidad de una fuerza se denominaDINAMÓMETRO.

 Kg 

2 seg 

m Kg 

 Lb

 Kg    Lb

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FUERZA RESULTANTE

En un sistema mecánico cuando tienes más de una fuerza actuando, la sumavectorial de estas, es la fuerza resultante.

La fuerza resultante es una fuerza que por si sola produciría el mismo efecto que

todo el sistema de fuerzas.

Ejemplo de fuerza resultante.Dos personas empujan un automóvil en la misma dirección.Uno lo hace con una fuerza de 50 N y el otro con 65 NLa fuerza resultante sería de 115 NPodríamos reemplazar a estas dos personas por un tractor que genere una fuerza de115 N y obtendríamos el mismo resultado.Si hacemos tirar a las mismas personas en la misma dirección pero en sentidosopuestos, la resultante sería 15 N en el sentido de la persona más fuerte.

SUMA DE FUERZASa) Las fuerzas pueden ser colineales, eso significa que tienen la misma dirección

pero pueden tener igual o distinto sentido.En estos casos la suma de las magnitudes es algebraica respetando los sentidos de losvectores. Un sentido será positivo mientras que el otro sentido será negativo. El signoasignado a uno u otro sentido no tiene regla general sino depende de la persona queestá realizando el cálculo.El signo del vector resultante nos indicará cual es su sentido.

b) Cuando las fuerzas no son colineales, eso significa que los vectores no tienen

la misma dirección ni el mismo sentido.Estos vectores, generalmente van a acompañados de un ángulo, el cual noshabla de la dirección y el sentido del vector.

Para poder encontrar el vector resultante se pueden utilizar dos métodos;

Método 1Recurrir a escalas gráficas para graficar. En hojas de papel milimetrado se

representan las magnitudes, dirección y sentido de los vectores.El sistema para sumar los vectores representados puede ser:

I. Paralelogramo (si solo son dos vectores)

II. Polígonos (si son varios vectores)Método 2

Descomposición de vectores. Los vectores serán representados sobre un sistemade ejes ortogonales X, Y, Z. con sus respectivas dirección, magnitud y sentido. En estarepresentación también se agrega el ángulo respectivo de cada vector respecto de losejes.

Realizamos sumatoria de fuerzas en X y sumatoria de fuerzas en Y.La técnica de descomposición de vectores, está basada en conceptos básicos de

trigonometría.La descomposición de vectores se realiza por medio de las funciones seno(x) y

coseno(x), donde x está en grados y no en radianes.Lo que sumamos son las proyecciones de los vectores, es decir su proyecciónsobre el eje X y su proyección en el eje Y, por separado.Cuando las proyecciones están sobre los ejes, los vectores se pueden sumaralgebraicamente ya que son colineales.

Luego tenemos que encontrar el vector resultante y su ángulo.El tamaño de la resultante de la suma total, se obtiene de la raíz cuadrada de la sumade los cuadrados de la suma de vectores en X y de la suma de vectores en Y.

El ángulo se obtiene por medio del arco tangente del cociente de la suma en Y,sobre la suma en X.