Considere que tiene que pararse sobre una mesa y tiene dos opciones. La primera mesa está hecha de vidrio y la otra está hecha de metal. Tu decisión sería pararte sobre la mesa de metal. Esto se debe a que sabe por intuición y experiencia previa que el vidrio es un material quebradizo y no tiene una gran resistencia. Podría romperse fácilmente.
Pero los ingenieros no toman decisiones basadas únicamente en la intuición . Deben comprender el comportamiento de los materiales y el sistema estructural que pretenden utilizar y diseñar el sistema en consecuencia.
En ingeniería hay 5 fuerzas fundamentales
- Tensión
- Compresión
- Cortar
- Doblar
- Torsional
El comportamiento de un sistema material o estructural se entiende en términos de estas fuerzas. La carga aplicada sobre un sistema y la fuerza de un sistema (es decir, la fuerza a la que fallará) se entiende en términos de estas fuerzas.
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Por ejemplo, tome el caso de un péndulo
El peso de la pelota (digamos 5 kg) es soportado por la cuerda. En este caso la cuerda está bajo tensión . Ahora, puede seguir cargando la cadena hasta que se rompa. Supongamos que la cuerda se rompe a 25 kg. La carga a la que se rompe la cuerda (es decir, 25 kg) es la fuerza de la cuerda.
Entonces, ahora sabes que para este tipo de picadura podrías levantar una carga de hasta 25 kg.
De manera similar, cuando colocamos una carga en la parte superior de una viga, la viga experimenta fuerza de corte y momentos de flexión. Como fue el caso con la tensión donde la fuerza intentó alargar el miembro, la fuerza de corte intenta cortar el miembro y el momento de flexión intenta doblar el miembro. Debe conocer las capacidades del elemento estructural bajo este tipo de fuerzas para evitar fallas.
Por lo tanto, calculamos (estimamos) la fuerza de corte máxima y el momento flector que un miembro podría experimentar bajo la carga prevista y diseñamos el miembro en consecuencia.
Fuente: eigenplus