10.2.- DEFINICIÓN: FUERZAS
Todos los objetos del Universo están sometidos a la acción de fuerzas.
Definimos:
Estas fuerzas o cargas se clasifican según su duración en:
- Fijas o permanentes: siempre están presentes y la estructura tendrá que soportarlas en todo momento.
Por ejemplo: el peso de un edificio, del cuerpo o de un tronco.
- Variables o intermitentes: pueden aparecer o desaparecer en función de las condiciones externas a la estructura.
Por ejemplo: la acción del viento, nieve.
Otra clasificación muy importante de las fuerzas es la que las diferencia en función de cómo actúan:
- Fuerzas estáticas. La variación de la intensidad, lugar o dirección en la que actúa la fuerza no cambia o cambia muy poco en periodos cortos de tiempo.
Por ejemplo: el peso de un edificio, nieve.
- Fuerzas dinámicas. Las fuerzas que actúan sobre la estructura cambian bruscamente de valor, de lugar de aplicación o de dirección.
Por ejemplo: terremotos, impactos bruscos...
Las fuerzas dinámicas son muy peligrosas para las estructuras. En las zonas del planeta donde hay riesgos de que se produzcan terremotos, es muy importante tenerlos en cuenta a la hora de calcular la resistencia de las estructuras.
De nuestro rival, las fuerzas, será muy importante conocer dos cosas:
- El valor de la fuerza (si es muy grande o muy pequeña)
- El lugar donde esa fuerza se está ejerciendo.
Esto segundo, el lugar de aplicación de la fuerza, por extraño que parezca, en ocasiones es incluso más importante que el tamaño de la fuerza. Para comprobarlo podemos hacer el siguiente experimento:
- Se trata de intentar sujetar, con un solo brazo, durante el mayor tiempo posible una silla de la clase. Primero con el brazo totalmente extendido y después con el brazo pegado al cuerpo.
- El peso de la silla y por tanto la fuerza (permanente) de la silla (debida a la gravedad de la tierra que la atrae hacia su centro) es la misma en los dos casos. Pero su efecto sobre la estructura, que en este caso es nuestro cuerpo, es muy diferente.
Lo que acabas de experimentar se denomina en cálculo de estructuras: momento de una fuerza, y es la magnitud física que se utiliza para calcular el efecto de una fuerza teniendo en cuenta el lugar donde se está aplicando.
Tal vez estás preguntándote porque ocurre esto. La respuesta no es sencilla. Simplemente podríamos decir que así es el planeta y, por lo que sabemos, también el universo en el que vivimos. Pero no hay que pensar en el momento de una fuerza como un obstáculo, como si fuese un problema. Todo lo contrario, podemos aprovechar el momento de las fuerzas a nuestro favor para levantar grandísimos pesos con menos esfuerzo. Hasta el punto de que se cuenta que hace ya más de 2000 años el científico Arquímedes, dijo que sería capaz de mover el mundo entero si le daban un punto de apoyo.
La forma más sencilla de aplicar a nuestro favor la característica del momento de las fuerzas es mediante una palanca. En el ejemplo puedes ver como una masa de 2kg puede estar en equilibrio con otra de 10kg simplemente porque la de 2kg está alejada 5 metros (2kg x 5m= 10kg m) y la de 10kg está alejada del punto de apoyo solo 1metro (10kg x 1m= 10kg m). Las dos fuerzas producen un momento de 10kg m.
Modifié le: jeudi 6 août 2015, 01:42