Estática
La estática es el estudio del efecto de las fuerzas sobre cuerpos rígidos que se encuentran en equilibrio. La principal tarea de la estática es analizar el equilibrio de fuerzas en los cuerpos o en los sistemas mecánicos.
Las condiciones de equilibrio de la estática establecen que un cuerpo se mantiene en reposo cuando las suma de todas las fuerzas y momentos que actúan sobre este cuerpo es igual a cero. La determinación de las fuerzas y momentos es la base para el diseño y dimensionado de las estructuras y las piezas de construcción.
Demostración del equilibrio de las fuerzas, equilibrio de los momentos, descomposición de fuerzas, ley de la palanca
Contenido didáctico/ensayos
- suma y descomposición de fuerzas mediante el paralelogramo de fuerzas
- equilibrio de fuerzas
- ley de la palanca, determinación de momentos y equilibrio de momentos
- sistemas de palancas compuestos
- reacciones en apoyos
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Medida de la deformación elástica de un muelle helicoidal y el rozamiento en un plano inclinado
Contenido didáctico/ensayos
- elongación elástica de un resorte helicoidal (ley de Hooke)
- rozamiento dinámico en función de la fuerza normal, la superficie de contacto y el estado de la superficie
- determinación del coeficiente de rozamiento
- rozamiento de rodadura
- relaciones entre las fuerzas en el plano inclinado
Estructura y funcionamiento de tres polipastos diferentes
Contenido didáctico/ensayos
- motaje y principio de polipastos de 4 cordeles, de polipastos de 6 cordeles y de polipasto diferencial
- principio de “máquinas simples”: transmisión de fuerza, trabajo de elevación y energía potencial
Funcionamiento de engranajes de una o varias fases
Contenido didáctico/ensayos
- relación de transmisión del número de revoluciones y del par en un engranaje de una fase
- influencia de los piñones intermedios en el sentido de giro
- relación de transmisión en un engranaje de dos fases
- transformación de un movimiento rotatorio en un movimiento lineal y viceversa
Estructura y funcionamiento de dos polipastos diferentes; dos variantes de construcción posibles cada una
Contenido didáctico/ensayos
- sirve para familiarizarse con diferentes polipastos
- medición de
- esfuerzos en el cable
- esfuerzos de apoyo
- recorridos
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Determinación gráfica y experimental de fuerzas
Contenido didáctico/ensayos
- descomposición gráfica de las fuerzas con el paralelogramo de fuerzas
- determinación de los esfuerzos en las barras en plumas de formas diferentes
- comparación: resultado de la medida – cálculo – método gráfico
Descomposición de fuerzas
Contenido didáctico/ensayos
- medida de los fuerzas en las barras
- cálculo de los fuerzas en las barras por el método de los nudos
- comparación: resultado de la medida – cálculo – método gráfico
Estudio de las fuerzas ejercidas, los momentos generados y del equilibrio
Contenido didáctico/ensayos
- principios básicos del equilibrio de momentos: fuerzas aplicadas, momentos generados y equilibrio
- efecto de las fuerzas en función del brazo de palanca
Asimilación experimental del principio importante: de liberación de coacciones de la estática
Contenido didáctico/ensayos
- estudio experimental del principio de la “liberación de coacciones” en la estática
- cálculo de las reacciones en los apoyos para una posición dada del peso móvil y un ángulo de ataque conocido
- aplicación de la primera y de la segunda condición de equilibrio de la estática
- compensación de las reacciones en los apoyos mediante fuerzas en los cables
- influencia de la posición del peso móvil en las reacciones que aparecen en los apoyos
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Representación ilustrativa del equilibrio de momentos
Contenido didáctico/ensayos
- fundamentos del equilibrio de momentos: fuerzas incidentes, momentos generados y equilibrio
- efecto de las fuerzas dependiendo del diámetro de las poleas
Equilibrio de las fuerzas y de los momentos; relación entre ahorro de fuerza y recorrido del cable
Contenido didáctico/ensayos
- fundamentos del equilibrio de momentos: fuerzas incidentes, momentos generados y equilibrio
- relación entre la reducción de fuerzas y el desplazamiento de cable
En la estática, las reacciones internas muestran la oposición de las fuerzas y los momentos dentro de un componente como contrarreacción a la influencia de las fuerzas externas. El principio de la liberación de coacciones es el principio fundamental con el que se representan los estados de fuerza internos en las barras, las vigas y las cuerdas.
Aplicación del método de las secciones para la determinación de esfuerzos en la viga
Contenido didáctico/ensayos
- cálculo de las reacciones en los apoyos mediante la aplicación de las ecuaciones de equilibrio de la estática
- aplicación del método de las secciones para calcular los esfuerzos interiores
- con una carga puntual
- con varias cargas puntuales
- cálculo de los esfuerzos cortantes
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Aplicación del método de las secciones para determinar el esfuerzo cortante
Contenido didáctico/ensayos
- cálculo de las reacciones en los apoyos aplicando las ecuaciones de equilibrio de la estática
- aplicación del método de las secciones para calcular los esfuerzos
- con una carga puntual
- con varias cargas puntuales
- cálculo del esfuerzo cortante
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Aplicación del método de las secciones para determinar el momento flector
Contenido didáctico/ensayos
- cálculo de las reacciones en los apoyos aplicando las ecuaciones de equilibrio de la estática
- aplicación del método de las secciones para calcular los esfuerzos
- con una carga puntual
- con varias cargas puntuales
- cálculo del momento flector
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Catenaria: cable suspendido bajo el efecto de su propio peso
Contenido didáctico/ensayos
- determinación de la catenaria de un cable suspendido
- sólo bajo el peso propio
- con cargas adicionales
- en caso de estructura simétrica (apoyos a la misma altura)
- en caso de estructura asimétrica
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Para determinar las fuerzas de barra en celosías planas existen diversos procedimientos. Métodos de cálculo, como el método de los nudos y el método de secciones de Ritter, así como un procedimiento gráfico, el diagrama de Cremona.
Medición de esfuerzos de barra; comparación de fuerzas en celosías isostáticas e hiperestáticas
Contenido didáctico/ensayos
- medición de los esfuerzos de barra en una celosía plana estáticamente determinada y estáticamente sobredeterminada
- dependencia de los esfuerzos de barra del esfuerzo externo
- cantidad, dirección, punto de aplicación
- medición y determinación de las reacciones de apoyo
- comparación de la teoría y la práctica: comparación de los resultados de medición con los métodos de resolución matemáticos
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Medición de esfuerzos de barra con ayuda de la extensometría
Contenido didáctico/ensayos
- medida de los esfuerzos en las barras de diferentes celosías planas
- dependencia de los esfuerzos en las barras de la carga externa
- valor
- dirección
- punto de aplicación
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Comparación de fuerzas en celosías isostáticas e hiperestáticas
Contenido didáctico/ensayos
- medida de los esfuerzos en las barras en una celosía plana isostática y en una hiperestática
- distribución de las esfuerzos en la celosía plana en función de la colocación de una barra adicional
- dependencia de los esfuerzos en las barras de la carga externa
- valor, dirección, punto de aplicación
- comparación de los resultados de la medida con soluciones obtenidas por procedimientos analíticos
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Estudio de los esfuerzos de barra en diferentes casos de carga
Contenido didáctico/ensayos
- medida de los esfuerzos en las barras en una celosía plana tipo HOWE
- dependencia de los esfuerzos en las barras de la carga externa
- valor, dirección, punto de aplicación
- comparación de los resultados de la medida con soluciones obtenidas por procedimientos analíticos
- método de los nudos
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- método de los nudos
Barras con puentes en montaje completo de galgas extensométricas para medir el esfuerzo en la barra
Contenido didáctico/ensayos
- cálculo de los esfuerzos de tracción y compresión que aparecen en las barras en diferentes casos: cargas rectas y oblicuas
- comparación de los resultados registrados con soluciones obtenidas por procedimientos matemáticos
- método de los nudos
- método de las secciones o de Ritter
- método de Cremona
Equipos de ensayo para analizar un puente colgante, una viga Gerber, así como diferentes arcos.
Fuerza del cable carril y demostración de momentos de flexión en el carril
Contenido didáctico/ensayos
- aprender lo que es un puente colgante y lo que ocurre en él
- bajo peso propio
- bajo peso adicional
- bajo carga distribuida uniformemente (carga de línea)
- bajo carga distribuida de forma asimétrica (carga puntual)
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Fuerza del cable carril y demostración de momentos de flexión en el carril; ensayos con una calzada flexible o con una rígida
Contenido didáctico/ensayos
- medición de los esfuerzos de los cables de sustentación en un
- puente colgante sin carga
- puente colgante con carga
- medición de los esfuerzos de los apoyos dependiendo de la carga del puente colgante
- efecto de una carga móvil
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Determinación de las reacciones del apoyo vía método de intersección y condiciones de equilibrio de la estática
Contenido didáctico/ensayos
- aprender lo que es una viga Gerber
- aplicar los métodos de corte y las ecuaciones de equilibrio de la estática para el cálculo de las reacciones en los apoyos en caso de
- carga puntual
- carga de línea
- carga móvil
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Carga de arcos simétricos/asimétricos con carga puntual, de línea o móvil
Contenido didáctico/ensayos
- aprender lo que son arcos triarticulados (asimétricos y simétricos)
- aplicar los métodos de corte y las ecuaciones de equilibrio de la estática para el cálculo de las reacciones en los apoyos en caso de
- carga puntual, carga de línea, carga móvil
- investigar la influencia de la carga sobre el empuje horizontal en los arranques
- determinar las líneas de influencia para los apoyos, bajo una carga móvil
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Diferencias entre arcos isostáticos e hiperestáticos
Contenido didáctico/ensayos
- principios mecánicos del arco parabólico
- diferencias entre arcos isostáticos e hiperestáticos
- medida de las deformaciones del arco bajo carga
- medida de las reacciones en los apoyos en el arco hiperestático bajo carga
- cálculo de las reacciones en los apoyos
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La fricción se produce en todos los cuerpos rígidos que entran en contacto entre sí y se desplazan en dirección opuesta entre sí. Las fuerzas que se producen lo hacen, entre otras cosas, debido a la rugosidad de la superficie, que provoca el engrane de las superficies.
Cuerpo de rozamiento fijo, placa de rozamiento en movimiento uniforme
Contenido didáctico/ensayos
- diferencia entre rozamiento estático y dinámico
- fuerzas de rozamiento en función de
- fuerza normal, combinación de materiales, tamaño de la superficie de contacto
- velocidad de deslizamiento (velocidad relativa de los cuerpos en contacto)
- estado superficial de los cuerpos en contacto
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Dinamómetro con amortiguador neumático regulable para determinar fuerzas de rozamiento; efecto slip-stick
Contenido didáctico/ensayos
- diferencia entre rozamiento estático y dinámico
- fuerzas de rozamiento en función de
- fuerza normal
- velocidad de deslizamiento (velocidad relativa de los cuerposs en contacto)
- combinación de materiales
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Equilibro estático y transición de adhesión a deslizamiento
Contenido didáctico/ensayos
- determinación de los coeficientes de rozamiento de diferentes combinaciones de materiales
- transición del reposo al deslizamiento
- equilibrio estático de fuerzas en el plano inclinado
- determinación del ángulo de inclinación a partir del que se produce el deslizamiento (cálculo y comprobación en el ensayo)
Ángulo de arrollamiento, coeficiente de fricción y fuerza del cable (fórmula de rozamiento en cables de Eytelwein)
Contenido didáctico/ensayos
- efecto del arco abrazado, coeficiente de rozamiento y fuerza de cable (fórmula sobre la fricción de cables de Eytelwein)
- comparación entre correa plana y trapezoidal
- consecuencias de una ranura de correa trapezoidal no adaptada