Clase de Tecnología e Informática: Apoyos, Enlaces y Tipos de Esfuerzo (Grado Sexto)
Objetivo de la clase:
Al finalizar la clase, los estudiantes reconocerán los tipos de apoyos y enlaces entre elementos estructurales, así como los tipos de esfuerzo que soportan los materiales en diferentes situaciones cotidianas.
Introducción:
Los elementos estructurales son componentes fundamentales en la construcción y el diseño de objetos, edificios y estructuras. Para que estas construcciones sean seguras y estables, es necesario comprender cómo se conectan entre sí y qué fuerzas soportan. Hoy aprenderemos sobre los apoyos, enlaces y los tipos de esfuerzo que afectan los materiales.
1. Apoyos y Enlaces entre Elementos Estructurales:
Los apoyos son los puntos donde una estructura se sostiene o se une a otra. Según su función, existen varios tipos de apoyos:
Apoyo Fijo: Permite que el elemento estructural no se desplace en ninguna dirección. Ejemplo: una columna anclada al suelo. Se utiliza en estructuras que necesitan gran estabilidad, como edificios altos.
Apoyo Móvil: Permite el desplazamiento en una dirección, pero no en otra. Ejemplo: una rueda sobre un riel. Son útiles en estructuras que necesitan movimiento controlado, como los puentes colgantes.
Empotramiento: Fija completamente el elemento, impidiendo el movimiento y la rotación. Ejemplo: una viga incrustada en un muro. Este tipo de apoyo es común en construcciones que requieren alta rigidez estructural.
Enlaces:
Los enlaces son conexiones que permiten que las fuerzas se transmitan entre los elementos estructurales. Los principales son:
Articulaciones: Permiten movimiento en una dirección. Ejemplo: bisagras de una puerta. Son comunes en mecanismos que requieren flexibilidad.
Soldaduras: Unen dos piezas de manera fija. Ejemplo: barras de acero soldadas en una reja. Ideales para garantizar la continuidad estructural.
Juntas de Expansión: Permiten movimientos ligeros para evitar grietas debido a cambios térmicos o cargas variables. Ejemplo: puentes que se dilatan por el calor.
Actividad 1: Exploración del Entorno
Los estudiantes miraran la sala de informática para identificar estructuras con apoyos fijos, móviles y empotrados. Luego, compartirán sus hallazgos en grupo.
2. Tipos de Esfuerzo que Soportan los Materiales:
Los materiales soportan diferentes tipos de esfuerzos según la carga que reciban:
Tracción: Estiramiento de un material. Ejemplo: una cuerda tensada. Se produce cuando las fuerzas actúan en direcciones opuestas sobre el mismo objeto.
Compresión: Aplastamiento de un material. Ejemplo: la base de una columna. Ocurre cuando las fuerzas empujan hacia el centro de un objeto.
Flexión: Curvatura al recibir carga. Ejemplo: una viga bajo peso. Común en puentes y estructuras horizontales.
Torsión: Retorcimiento. Ejemplo: un tornillo que gira. Se observa en ejes y partes móviles.
Cizalladura: Corte por fuerzas opuestas. Ejemplo: tijeras cortando papel. Es el esfuerzo que separa dos partes en direcciones diferentes.
¿Cómo se construyen los puentes para soportar cargas pesadas?
¿Por qué algunos edificios tienen juntas de expansión?
¿Qué tipos de esfuerzo predominan en una cancha de fútbol al pisar el césped artificial?
Preguntas de Reflexión:
¿Por qué es importante conocer los tipos de apoyo en la construcción de puentes?
¿Cuál sería el riesgo si una estructura no cuenta con el apoyo adecuado?
¿Qué tipo de esfuerzo soporta una cuerda de tendedero al colgar ropa pesada?
¿Por qué las puertas necesitan bisagras y no soportes fijos?
¿Qué ocurriría si las vigas de un edificio no fueran capaces de soportar el esfuerzo de flexión?
¿Cómo identificar si una estructura está soportando un esfuerzo de compresión?
¿En qué situaciones cotidianas observas el esfuerzo de torsión?
¿Qué tipo de enlace estructural consideras más adecuado para un columpio?
¿Por qué los materiales en puentes deben soportar tracción y compresión?
¿Cómo influye el tipo de apoyo en la estabilidad de una estructura?
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