¿Qué es un plano de corte?

Un plano de corte es el plano en el cual ocurre el esfuerzo de corte. Al igual que el esfuerzo normal, el esfuerzo cortante es una medida de fuerza por unidad de área. En cualquier punto dado de una estructura, hay muchos planos posibles que se pueden definir para medir la tensión. En consecuencia, cualquier plano que contenga el área en cuestión es el plano de corte. El plano de corte es útil para ingenieros que analizan los esfuerzos internos en las estructuras.

El estrés tiene las mismas unidades que la presión: fuerza por área. El estrés normal se produce cuando un componente se pone en tensión o compresión. Si una barra de metal se estira verticalmente, una tensión interna tenderá a resistir una mayor deformación. Este estrés ocurrirá en secciones transversales horizontales de la barra. Se dice que la tensión es normal porque se dirige en ángulo recto o normal a los planos horizontales de tensión.

El esfuerzo cortante es similar al esfuerzo normal en que tiene las mismas unidades. La dirección de la tensión, sin embargo, es paralela a su plano de tensión. Este tipo de estrés podría resultar si se aplicara un conjunto diferente de fuerzas a la misma barra de metal; a saber, si alguien sostuvo la parte inferior de la barra estacionaria mientras intentaba mover la parte superior de la barra hacia la derecha. El esfuerzo interno resultante se llama esfuerzo cortante, porque partes de la barra están tratando de deslizarse, o cortarse, una a la otra.

Bajo estas condiciones de carga, los esfuerzos en un plano horizontal ubicado en el centro de la barra serían esfuerzos de corte dirigidos horizontalmente. La parte inferior de la barra intentaría moverse hacia la izquierda; sometería a las fuerzas hacia la izquierda en un plano de corte horizontal. La parte superior de la barra intentaría moverse hacia la derecha; sometería fuerzas hacia la derecha en el mismo plano de corte.

Analizar el plano de corte es importante para prevenir la falla mecánica de una estructura. Cada material tiene un límite sobre cuánto estrés puede soportar. Este límite es una propiedad del material en sí mismo, más que la forma del objeto. Por ejemplo, se pueden hacer dos gomas en diferentes tamaños pero del mismo material. El más grande puede soportar más fuerza antes de romperse, pero solo porque tiene más área de sección transversal para distribuir la fuerza; El esfuerzo interno será el mismo en caso de falla para ambos tamaños.

Del mismo modo, los componentes pueden romperse debido a demasiado esfuerzo cortante. Si un componente falla por el esfuerzo cortante, partes de él literalmente se deslizarán entre sí. Los viejos pernos de metal, por ejemplo, comúnmente fallan de esta manera. El límite en el esfuerzo cortante, como con el esfuerzo normal, es una propiedad material.