LABORATORIO N° 1
ESTATICA I
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1. OBJETIVOS
•
Identificar las fuerzas que actúa en forma axial direcciones, sobre cualquier material
para deformarla.
•
Utilizar la fuerza axial, en la deformación del macizo rocoso en las excavaciones
subterráneas.
•
Determinar la deformación axial, que actúa sobre cualquier de los materiales usados en
minería.
2. DOCUMENTOS O NORMAS DE REFERENCIA
•
Estática I.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
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Es necesario conocer las fuerzas axiales, que deforman los materiales hasta provocar su
ruptura.
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4. RECURSOS
4.1.
Inducción de seguridad 5 minutos
Toda sesión de aprendizaje debe iniciar con una inducción de seguridad de 5
minutos, donde el docente explique claramente las normas de seguridad
básicas a cumplir durante la sesión.
4.2.
Implementos de Seguridad de uso obligatorio
No aplica
4.3.
Materiales e insumos
Identificar peligros y riesgos, Revisión de las instalaciones eléctricas.
4.4.
Equipos
Laptop; Realizar la inspección de la posibilidad de presencia de inducción eléctrica.
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5. DESCRIPCIÓN DEL CÁLCULO
5.1. USO DE LAS FUERZAS AXIALES SOBRE LA DEFORMACION Y ROTURA
-
Identificar la fuerza axial que genera la deformación y ruptura de los materiales.
-
Aplicar la fuerza de tensión para provocar la resistencia a la deformación y ruptura
de los materiales para minería.
-
Aplicar la fuerza de compresión para provocar la resistencia a la deformación y
ruptura de los materiales para minería.
5.2. PROCEDIMIENTO DE CALCULO DE LA RESISTENCIA A LA TENSION DE LOS
MATERIALES
-
Determinar mediante ensayos de tensión, la resistencia de los materiales.
-
Determinar mediante ensayos de compresión la resistencia de los materiales.
6. EXPRESIÓN DE RESULTADOS
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7. CUESTIONARIO
1.
¿Qué es la estática?
La estática es una parte de la física que se encarga de estudiar los objetos que están
en reposo o en equilibrio, es decir, aquellos que no se mueven o se mueven a una
velocidad constante. Se enfoca en cómo las fuerzas actúan sobre estos objetos sin que
haya cambios en su movimiento. En resumen, la estática trata de entender cómo las
fuerzas se distribuyen para mantener a los objetos estables, sin que se caigan, se
desplacen o se deformen.
2.
Como se aplica las fuerzas axiales en la deformación de los materiales. Demuestra 3
ejemplos reales aplicados a la carrera
Las fuerzas axiales son aquellas que actúan a lo largo de un objeto, ya sea empujando hacia
adentro o tirando hacia afuera. Estas fuerzas pueden cambiar la forma de los materiales
dependiendo de cuánta fuerza se aplique y lo resistente que sea el material.
Tres ejemplos en operaciones mineras:
Maquinaria pesada: En la minería, las máquinas como los cargadores frontales están
sometidas a fuerzas axiales cuando mueven grandes cantidades de material. Si estas
fuerzas son demasiado fuertes, pueden dañar o deformar la máquina. Por eso, es
importante que las máquinas sean diseñadas para aguantar estas fuerzas.
Túneles subterráneos: Cuando se excavan túneles, las paredes y el techo están bajo
presión debido al peso del terreno. Si no se refuerzan bien, podrían colapsar, por eso se
usan materiales como pernos de anclaje para asegurarse de que el túnel sea seguro.
Cables de izaje: En las minas, los cables de acero que se usan para subir y bajar materiales
están bajo fuerzas de tracción. Estos cables deben ser muy fuertes para no romperse. Si
no se mantienen bien, podrían fallar y causar accidentes.
3.
¿Cómo obtenemos la resistencia de los materiales a la deformación axial?
Para obtener la resistencia de los materiales a la deformación axial, se realizan pruebas
de tracción o compresión. En estas pruebas, se somete al material a una fuerza que
estira o comprime, y se mide cuánto se deforma antes de que se rompa o falle. La
resistencia axial es la capacidad de un material para resistir esas fuerzas sin deformarse
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de manera permanente. El resultado de estas pruebas nos ayuda a saber qué tan fuerte
es un material frente a tensiones a lo largo de su eje. En resumen, se mide cómo
reacciona el material cuando lo estiramos o comprimimos para ver hasta qué punto
puede soportar esas fuerzas sin dañarse.
4.
Para que sirve determinar la resistencia de los materiales que se emplean en las
operaciones mineras.
Determinar la resistencia de los materiales que se usan en las operaciones mineras es
importante porque nos ayuda a entender qué tan fuertes y duraderos son esos
materiales. Esto asegura que puedan soportar las condiciones difíciles de la minería,
como el peso, la presión y el impacto de las máquinas. Al conocer la resistencia, se
pueden elegir los materiales más adecuados para evitar accidentes y mejorar la
eficiencia en el trabajo. También contribuye a que las construcciones y equipos sean
más seguros y duraderos.
5.
Como actúa la fuerza axial en los ensayos de compresión simple y de tensión.
La fuerza axial actúa de manera diferente en los ensayos de compresión simple y de
tensión.
En el ensayo de compresión simple, la fuerza axial se aplica hacia adentro, comprimiendo
el material. Esto significa que el material se somete a una presión que tiende a reducir su
tamaño, y se mide cómo responde al esfuerzo de compresión, es decir, cuánto se deforma
o si se rompe.
En el ensayo de tensión, la fuerza axial se aplica en dirección opuesta, estirando el material.
En este caso, el material se alarga y se mide su capacidad para resistir el estiramiento antes
de que se rompa o se deforme permanentemente.
En ambos casos, la fuerza axial es clave para evaluar cómo se comportan los materiales
bajo diferentes tipos de carga, ya sea compresión o tensión.
RESUELVE
1.- Dibuje el DCL para todos los bloques en la siguientes figuras.
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A. En una mina subterránea de carbón, se ha extraído un bloque de mineral dejando un
pilar rectangular de 5 metros de altura, 10 metros de largo y 8 metros de ancho para
soportar el techo de la galería. Los ingenieros de la mina están preocupados por la
estabilidad del pilar debido a las cargas que soporta. Se les ha pedido a los alumnos
que analicen las fuerzas que actúan sobre el pilar y realicen un diagrama de cuerpo libre
(DCL) para determinar si el pilar es capaz de soportar las cargas sin fallar.
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8. ANEXOS
Investiga el uso de cada equipo dentro del laboratorio, las fuentes de energía que cada uno posee y sus posibles peligros.
Posteriormente, realiza un Análisis de Trabajo Seguro (ATS) para cada uno, bajo la hipótesis de que vas a operar y trabajar con dicho
equipo. En total, deberás crear ATS individuales para cada equipo. (USA EL MODELO DE ATS A TU PROPIA CONSIDERACIÓN)