Clasificación de los Materiales y Cargas: Propiedades y Leyes de Newton

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Clasificación de los Materiales

Naturales:

obtenidos de nuestro entorno, solo tratados mecánicamente.

Artificiales o Sintéticos:

aquellos que se obtienen mediante un tratamiento físico o químico (hierro).

Reciclados:

se obtienen a partir de otros materiales ya usados con anterioridad, son tratados física y químicamente (aglomerados).

Propiedades de los Materiales

Tecnológicas:

Maleabilidad:

facilidad para extenderse en las minas cuando se lo comprime (ORO).

Ductilidad:

bajo la acción de una fuerza pueden deformarse sosteniblemente sin romperse permitiendo tener alambres, hilos, etc.

Fusibilidad:

material capaz de derretirse o fundirse.

Soldabilidad:

mayor o menor facilidad que ofrecen los materiales para unirse por medio de la soldadura.

Colabilidad:

la colabilidad de un metal fundido depende de su fluidez, la cual le permite entrar en todas las cavidades de un molde produciendo una pieza completa.

Forjabilidad:

las deformaciones pueden ser ejercidas por presión o por impacto, utilizando martillos pilones.

Propiedades Mecánicas:

Resistencia:

oposición de un metal a deformarse.

Dureza:

oposición que ofrecen los materiales a la penetración, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes.

Tenacidad:

es la capacidad de un material de admitir una deformación considerable antes de romperse.

Elasticidad:

propiedad mecánica de un material de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentra bajo la acción de fuerzas.

Plasticidad:

propiedad mecánica de un material anelástico natural o artificial de deformarse permanentemente e irreversiblemente.

Fragilidad:

propiedad de algunos materiales de romperse con muy poca deformación.

Rigidez:

material capaz de soportar grandes esfuerzos sin adquirir deformaciones o desplazamientos.

Isotropía:

materiales presentan condiciones de elasticidad cualquiera sea la dirección en que se los deforme.

Anisotropía:

las condiciones de elasticidad varían según la dirección en que se produzcan las deformaciones.

Propiedades Físicas:

Densidad:

es la cantidad de masa que tiene un material por la cantidad de volumen.

Homogeneidad:

un material que tenga en todos sus puntos igual estructura molecular o iguales propiedades físicas.

Heterogeneidad:

si un cuerpo no tiene en todos sus puntos igual estructura molecular o propiedades físicas.

Permeabilidad:

capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna.

Porosidad:

medida de espacios vacíos en un material, escala entre 0-1.

Compacidad:

es el grado de densidad de un material.

Higroscopicidad:

se refiere a la propiedad de algunas sustancias a absorber la humedad.

Propiedades Químicas:

Composición Química:

presencia o ausencia de determinados compuestos.

Estabilidad Química:

capacidad de un material al ataque de agentes agresivos.

Propiedades Térmicas:

Conductividad Térmica:

facilidad de un material para conducir calor.

Dilatación Térmica:

es el aumento de volumen que sufren los materiales cuando se calientan.

Cambios de Estado:

es la temperatura a la que un material cambia de estado sólido a líquido, líquido a gaseoso.

Reflexión del Calor:

según su permeabilidad al calor radiante, los materiales pueden ser permeables o impermeables a la energía calorífica.

Propiedades Electromagnéticas:

Conductividad Eléctrica:

capacidad de un material para transmitir la corriente eléctrica.

Resistencia Eléctrica:

capacidad de un material de impedir la circulación de la corriente eléctrica.

Propiedades Ópticas:

Transmisión:

la energía luminosa que se absorbe en un cuerpo, una parte se disipa en otras y las otras pueden atravesar el mismo.

Reflexión y Refracción:

estas propiedades se relacionan con el comportamiento de los cuerpos al ser iluminados.

Brillo:

está relacionado con el fenómeno de reflexión, transporta la luz en la fibra óptica.

Propiedades Acústicas:

Los materiales pueden ser transmisores o aislantes del sonido.

Cargas

"Carga es toda causa capaz de producir estados tensionales en una estructura o elemento estructural.

Clasificación de las Cargas según su origen:

Gravitatorias:

verticales.

Eólicas:

horizontales, producidas por el viento.

Sísmicas:

volcánicas y tectónicas.

Maquinarias:

choque de un auto contra una columna.

Por Deformación:

desenso de apoyos.

Clasificación de las Cargas según su estado inercial:

Estáticas:

no cambian nunca de estado de reposo, o lo hacen lentamente.

Dinámicas:

varían rápido en el tiempo por la dirección de su movimiento (móviles o de impacto).

Clasificación de las Cargas según su tiempo de aplicación:

Permanentes:

persisten durante toda la vida útil de la estructura.

Accidentales:

son las cargas cuya magnitud puede variar.

Clasificación de las Cargas según su ubicación en el espacio:

Concentradas:

se aplican en un punto específico.

Distribuidas:

se aplican de manera uniforme en un área.

Clasificación de las Cargas según su recta de acción:

Verticales, Horizontales u Oblicuas.

Gravitatorias:

Verticales.

Eólicas:

Horizontales, producidas por el viento.

Sísmicas:

Volcánicas y tectónicas.

Maquinarias:

Choque de un auto contra una columna.

Por Deformación:

Desenso de apoyos.

Estáticas:

No cambian nunca de estado de reposo, o lo hacen lentamente.

Dinámicas:

Varían rápido en el tiempo por la dirección de su movimiento (móviles o de impacto).

Permanentes:

Persisten durante toda la vida útil de la estructura.

Accidentales:

Son las cargas cuya magnitud puede variar.

Leyes de Newton

1. Principio Fundamental de la Inercia:

Un cuerpo permanecerá en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que una fuerza externa actúe sobre él.

2. Principio Fundamental de la Dinámica:

Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, produce una aceleración en la dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa.

3. Principio de Acción y Reacción:

Cuando dos cuerpos interactúan, el primero ejerce una fuerza sobre el segundo y este ejerce una fuerza sobre el primero, estas dos fuerzas tienen la misma dirección, la misma magnitud y sentido contrario.

Peso:

Fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos. Es una magnitud vectorial, se mide con dinamómetro, varía según su posición dependiendo de la altitud y latitud. Su unidad de medida es el N y la dina. Produce alteraciones.

Masa:

Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Es una magnitud escalar, se mide con la balanza. Su valor es constante. Sus unidades de medida son "g" y "kg". Sufre alteraciones.

Hipótesis de la Rigidez:

La estática supone que los cuerpos son rígidos, no tienen en cuenta las deformaciones de los materiales.

Hipótesis de la Traslación de una Fuerza sobre una Recta de Acción:

El efecto de una fuerza no varía si esta se traslada sobre su recta de acción.

Hipótesis de Superposición de Efectos:

Si un conjunto de fuerzas en equilibrio actúan sobre un cuerpo rígido, todas las fuerzas se podrán reemplazar por una única fuerza resultante y en la totalidad de los pares por un único par.

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