ESFUERZO CORTANTE
ESFUERZO CORTANTE
El esfuerzo cortante es el que resulta de aplicar dos fuerzas paralelamente a una superficie y en sentido contrario. De esta forma se puede dividir un objeto en dos partes, haciendo que las secciones deslicen una sobre otra.
Cotidianamente, se aplican esfuerzos cortantes directos sobre telas, papeles o metales, ejercidos mediante tijeras, guillotinas o cizallas. También aparecen en estructuras como pernos o tornillos, pasadores, vigas, cuñas y soldaduras.
Es preciso aclarar que no siempre se pretende seccionar o cortar, pero el esfuerzo cortante sí tiende a deformar el objeto sobre el cual se aplica. Por eso, las vigas sometidas a esfuerzos cortantes tienden a combarse por su propio peso.
El esfuerzo cortante puede ocasionar deformación
Se puede probar a ejercer un esfuerzo cortante deslizando la mano sobre la tapa de un libro cerrado. La otra tapa debe permanecer fija sobre la mesa, lo que se puede lograr apoyando la mano libre para que no se mueva. El libro se deformará un poco con esta acción, tal como se esquematiza en la siguiente imagen:
Los esfuerzos cortantes aparecen incluso en el interior del cuerpo humano, ya que la sangre al circular ejerce continuamente fuerzas tangenciales sobre la cara interna de los vasos sanguíneos, causando pequeñas deformaciones en las paredes.
Su consideración es importante para determinar las posibilidades de fallar que tiene una estructura. En los esfuerzos cortantes se toma en cuenta no solamente la fuerza, sino también el área sobre la que actúa.
Esto se comprende de inmediato al tomar dos barras cilíndricas de la misma longitud, hechas con el mismo material, pero de grosor diferente y sometiéndolas a esfuerzos cada vez mayores hasta que se rompan.
Evidentemente, las fuerzas necesarias van a ser bien diferentes, porque una barra es más delgada que la otra. Sin embargo, el esfuerzo será el mismo.
El esfuerzo cortante se denota con la letra griega τ (tau) y se calcula como el cociente entre la magnitud de la fuerza aplicada F y el área A de la superficie sobre la cual actúa:
τpromedio= F /A
El esfuerzo así calculado es el que produce una fuerza promedio sobre la superficie en cuestión, ya que la fuerza no actúa sobre un punto único de la superficie, sino distribuida sobre toda ella y no de manera uniforme. Sin embargo, la distribución puede representarse mediante una fuerza resultante actuando sobre un punto en particular.
Las dimensiones del esfuerzo cortante son de fuerza sobre superficie. En unidades del sistema internacional corresponden a newton/metro cuadrado, unidad denominada Pascal y abreviada Pa.
Son las mismas unidades de la presión, por lo tanto, las unidades del sistema inglés como libra-fuerza/pie2 y libra-fuerza /pulgada2 también son apropiadas.
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