MTA 3_Reacciones y Tipos de Apoyo 2

MECÁNICA PARA INGENIEROS UPC Online

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Entre los conceptos que se utilizan en el equilibrio de la partícula y de los cuerpos, serequiere conocer los apoyos, denominados también soportes o conexiones.

Entonces, ¿Qué es un apoyo? ¿qué tipos de apoyo existen? ¿por qué es importanterepresentar con exactitud las reacciones en los apoyos?

Cuando analizamos estructuras o partes de máquinas y requerimos sus diagramas decuerpo libre, es necesario representar apropiadamente las conexiones y apoyos entreéstas, ya sea que correspondan a un sistema planar o espacial. Esto permitirá, másadelante, la determinación de las fuerzas existentes, consiguiendo definir dimensiones oseleccionar materiales.

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A continuación se muestra las reacciones en el plano bajo 3 clasificaciones:

A. Reacción de dirección conocida

B. Reacción de dirección desconocida (dos incógnitas)

C. Reacción de dirección desconocida (tres incógnitas)

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En los tres casos siguientes, rodillos – patines – balancines o soportes sobre rodillos opasadores guías o deslizador la fuerza de reacción es perpendicular a la superficie sobrela que se apoya.

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En los siguientes dos primeros casos la reacción sigue la dirección axial del resorte ocable ‐ cuerda o eslabón corto. En el tercero, la reacción es perpendicular a la superficiesobre la que se desliza el collarín o la ranura sobre la que se desliza el perno. Todospresentan una incógnita.

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Los siguientes casos están referidos a reacciones de apoyos en superficies inclinadasdonde se mantiene el criterio de reacción normal a la superficie lisa de deslizamiento.Todos presentan una incógnita.

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En los tres casos que se presentan, la superficie cambió de lisa a rugosa por ello lareacción es oblicua a la superficie y tiene dos componentes, por lo tanto se cuentaahora con dos incógnitas.

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En el primer caso se tiene que la barra sobre el collarín es fija a este a diferencia de otroanterior en que están articulados por un pasador. Se aprecia una fuerza de reacciónnormal a la superficie lisa de contacto acompañada por un momento o par. En elsegundo caso muestra las reacciones sobre el soporte de una polea. En ambos casos setienen dos incógnitas.

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Los elementos empotrados en el plano presentan dos fuerzas y un momento dereacción. Por lo tanto, se tienen tres incógnitas.

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En la práctica, los apoyos tridimensionales no solo pueden estar sometidos a cargas puntuales sino también a cargas distribuidas.

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Con respecto a estas reacciones tridimensionales:

En el primer caso, la reacción sigue la dirección axial del elemento corto. Se tiene unaincógnita.

En el segundo caso la reacción es normal a la superficie lisa de apoyo. Se tiene unaincógnita.

En el tercer caso no hay reaccin en la dirección en la que el rodillo tiene libertad derodar. Hay dos incógnitas.

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En el primer caso, la superficie de contacto es rugosa esto genera una reacción en tresdirecciones, por lo tanto tres incógnitas. En el segundo caso el empotramiento generaadicionalmente tres fuerzas y tres momentos en todas las direcciones. Se tienen seisincógnitas.

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Dado el diseño de la bisagra y del cojinete, en ambos casos no hay momento ni fuerzaque se oponga al giro del eje o pasador. Se tienen cuatro incógnitas en cada caso.

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Tanto en el sistema pasador – ménsula como en el cojinete del primer caso se tienencomo reacciones fuerzas y momentos. Se tienen cinco incógnitas.

En el segundo caso el eje o pasador es de sección cuadrada, que no gira solo se desliza ypor ello presenta fuerzas y momentos de reacción que sumas seis incógnitas.

El tercer caso de la junta universal o cardán presenta cuatro incógnitas.

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En el ejemplo a continuación se pone en práctica la equivalencia de un apoyo con susreacciones.

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Lea atentamente las preguntas propuestas y seleccione una alternativa de verdadero ofalso, según sea el caso.

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