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Mecánico estructural

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Modela las propiedades mecánicas de los tejidos vegetales: la resistencia de la madera (compuesto celulosa-lignina) como material, la estabilidad del tallo bajo cargas de viento (flexión, pandeo), y el papel del turgor en la rigidez de tejidos no lignificados. La biomecánica vegetal explica desde la postura erecta de las hierbas mantenida por presión hidrostática hasta la resistencia de los árboles a tormentas, que depende de la densidad y geometría de la madera.

ID:('ky', 4)


Momento de viento

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$M=\frac{F_w h}{2}$

$F_w$
Fuerza de viento
$N$
$M$
Momento flector
$N·m$
$h$
Altura del tallo
$m$



ID:('gm', 26)


Segundo momento cilíndrico

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$I=\frac{\pi r^4}{4}$

$r$
Radio externo del tallo
$m$
$I$
Segundo momento de área
$m?$



ID:('gm', 27)


Tensión de flexión

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$\sigma_f=\frac{Mr}{I}$

$\sigma_f$
Tensión de flexión
$Pa$
$M$
Momento flector
$N·m$
$r$
Radio externo del tallo
$m$
$I$
Segundo momento de área
$m?$



ID:('gm', 28)


Fuerza crítica Euler

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$F_{crit}=\frac{\pi^2EI}{(k_E L)^2}$

$k_E$
Factor de longitud efectiva
$1$
$E$
Módulo elástico
$Pa$
$F_{crit}$
Carga crítica de pandeo
$N$
$L$
Longitud del tallo
$m$
$I$
Segundo momento de área
$m?$



ID:('gm', 29)


Factor de seguridad

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$FOS=\frac{\sigma_{break}}{\sigma_f}$

$FOS$
Factor de seguridad
$1$
$\sigma_f$
Tensión de flexión
$Pa$
$\sigma_{break}$
Tensión de ruptura
$Pa$



ID:('gm', 30)


Turgor

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$P_{turgor}=\max(0,\Psi_o-\Psi)$

$Psi$
Potencial hídrico
$MPa$
$Psi_o$
Potencial osmótico
$MPa$
$P_{turgor}$
Presión de turgor
$MPa$



ID:('gm', 31)


Módulo madera

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$E=20\times10^6\rho_{wood}$

$E$
Módulo elástico
$Pa$
$\r ho_{wood}$
Densidad de madera
$kg/m³$



ID:('gm', 32)


Deflexión lateral

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$\delta=\frac{F_w h^3}{3EI}$

$E$
Módulo elástico
$Pa$
$F_w$
Fuerza de viento
$N$
$h$
Altura del tallo
$m$
$delta$
Deflexión lateral
$m$
$I$
Segundo momento de área
$m?$



ID:('gm', 33)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile