Ejemplo 6.4

Dibuje los diagramas de fuerza cortante y momento flector para la viga y las condiciones mostradas en la figura.

  SOLUCIÓN  

Cuerpo libre: viga completa. Si se considera a toda la viga como un cuerpo libre se determinan las reacciones

También se debe señalar que tanto en A como en E el momento flector es igual a cero; por tanto, se obtienen (indicados por medio de pequeños círculos) del diagrama de momento flector.

 

Diagrama de Fuerza cortante. Como dV/dx= -w,   se encuentra que la pendiente del diagrama fuerza constante es igual a cero (esto es que la fuerza cortante) entre cargas concentrada y reacciones. La fuerza cortante en cualquier. Se determina dividiendo la viga en dos partes y considerando a cualquiera de dichas partes como un cuerpo libre.

Por ejemplo, utilizando la porción de la viga que está a la izquierda de la sección 1, se obtiene la fuerza cortante entre B y C

 

Además, también se encuentra que la fuerza cortante Es igual a +12 kilolibras (Kips) justo a la derecha del punto D y que la fuerza cortante es igual acero en el extremo E. Como la pendiente dVdx= - w  es constante entre D y E, el diagrama de fuerza cortante es una línea recta entre dos puntos.

Diagrama de momento flector. Se recuerda que el área bajo la curva de fuerza cortante entre dos puntos es igual al cambio en el momento flector entre esos mismos dos puntos. Por conveniencia, se calcula el área de cada porción del diagrama de fuerza cortante y se indica el valor obtenido en ese mismo diagrama. Cómo se sabe que en el momento flector MA en el extremo izquierdo es igual a cero, se escribe:

Cómo se sabe que ME es igual a cero, se obtiene una comprobación de los cálculos realizados.

Entre las cargas concentradas y reacciones la fuerza cortante es constante; por tanto, el pendiente dM/dx es constante y se dibuja el diagrama de momento flector conectando los puntos conocidos con líneas rectas. Entre Dy E, donde el diagrama de fuerza cortante es una línea recta oblicua, el diagrama de momento flector es una parábola.

A partir de los diagramas para V y M se observa que Vmáx=18kips y Mmáx=108kips-pie