Fuerzas, Estructuras y Mecanismos: Conceptos Fundamentales y Tipos

Conceptos Fundamentales de Fuerzas, Estructuras y Mecanismos

La Fuerza

Se define como fuerza a todo aquello que es capaz de deformar un cuerpo (efecto estático) o de alterar su estado de movimiento o de reposo (efecto dinámico).

Estructuras

Se entiende por estructuras al conjunto de elementos de un cuerpo destinados a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre él. La estructura impide así que el cuerpo se rompa o se deforme en exceso.

Las cargas son fuerzas que actúan sobre una estructura. Existen dos tipos:

• Cargas fijas o permanentes: No varían con el paso del tiempo, siempre afectan a la estructura de la misma manera.
• Cargas variables: Aparecen en algunas ocasiones y no tienen siempre el mismo valor.

Esfuerzos

Se denomina esfuerzos a la tensión interna que experimentan todos los cuerpos sometidos a la acción de una o más fuerzas.

Condiciones de las Estructuras

• Estabilidad: Es la capacidad de una estructura de mantenerse erguida y no volcar. Para ello, el centro de gravedad debe estar centrado sobre la base. Cuanto más cercano al suelo esté el centro de gravedad, más estable será la estructura.
• Resistencia: Es la capacidad de una estructura de soportar las tensiones a las que está sometida sin romperse. En la resistencia de una estructura intervienen su forma y el material con el que está construida.
• Rigidez: La deformación que se produce nunca debe ser tan grande que impida al objeto cumplir su función.

Mecanismos

Los mecanismos son elementos destinados a transmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz a un elemento receptor. Permiten al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.

La Palanca

Una palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza (F) por su distancia (d) al punto de apoyo es igual al producto de la resistencia (R) por su distancia (r) al punto de apoyo. Esto se conoce como la ley de la palanca: F · d = R · r

Estructuras Entramadas

• Forjado: Parte situada debajo del suelo.
• Viguetas: Barras de forjamiento.
• Vigas: Elementos horizontales con forma de prisma rectangular que están sometidas a un esfuerzo de flexión.
• Pilares: Estructuras verticales que se encargan de transmitir el peso a la cimentación.
• Columnas: Pilares circulares.
• Pilastras: Pilares adosados a la pared.
• Cimentación: Elemento intermedio que funciona como los cimientos de los edificios.
• Zapatas: Cubo de hormigón que aumenta la superficie de apoyo del pilar.
• Losas: Base de gran tamaño que permite asentarse en suelos blandos.
• Pilotes: Se clavan en la tierra hasta encontrar una zona de roca dura donde apoyarse.