Calculadora de momento de inercia (segundo momento de área)

Introduce tus valores. La respuesta y la solución completa se actualizan mientras escribes.

Resultado

Área A6600 mm²
Centroide ȳ desde la base135,5 mm
Ix2,618 × 10⁷ mm⁴
Iy5745000 mm⁴
Sx (superior)405662 mm³
Sx (inferior)193302 mm³
Módulo resistente Sy76600 mm³
rx62,99 mm
ry29,5 mm
ParteA (mm²)y (mm)A·y (mm³)I₀ (mm⁴)d (mm)A·d² (mm⁴)
ala300019057000010000054,558925620
alma3600903240009720000−45,457438017

Calcula el segundo momento de área (momento de inercia de la sección) de secciones transversales habituales: rectángulos macizos y huecos, círculos macizos y huecos, vigas en I simétricas, secciones en T y perfiles en C. Obtienes el área, la posición del centroide, Ix e Iy respecto a los ejes centroidales, los módulos resistentes elásticos y los radios de giro. En las formas compuestas, los pasos aplican el teorema de Steiner parte por parte, exactamente como lo harías a mano.

Solución paso a paso

Divide la sección en rectángulos

ala: 150 × 20 mm, A = 3000 mm², y = 190 mm
alma: 20 × 180 mm, A = 3600 mm², y = 90 mm

Centroide

ȳ = ΣA·y/ΣA = (3000·190 + 3600·90)/6600 = 894000/6600 = 135,5 mm
x̄ = 75 mm (eje de simetría)

Ix: teorema de Steiner (ejes paralelos) I = I₀ + A·d²

ala: 150·20³/12 + 3000·54,55² = 9025620 mm⁴
alma: 20·180³/12 + 3600·45,45² = 1,716 × 10⁷ mm⁴
Ix = 9025620 + 1,716 × 10⁷ = 2,618 × 10⁷ mm⁴

Iy: teorema de Steiner (ejes paralelos) I = I₀ + A·d²

ala: 20·150³/12 + 3000·0² = 5625000 mm⁴
alma: 180·20³/12 + 3600·0² = 120000 mm⁴
Iy = 5625000 + 120000 = 5745000 mm⁴

Módulo resistente y radio de giro

Sx = Ix/ymax: (2,618 × 10⁷)/64,55 = 405662 mm³ (superior), (2,618 × 10⁷)/135,5 = 193302 mm³ (inferior)
Sy = Iy/xmax = 5745000/75 = 76600 mm³
rx = √(Ix/A) = 62,99 mm, ry = √(Iy/A) = 29,5 mm

Fórmulas clave

Centroide
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Rectángulo
I = bh³/12
Teorema de Steiner
I = Ic + A·d²
Sección compuesta
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Cómo hallar el momento de inercia de una sección compuesta

  1. Divide la sección en rectángulos y trata los huecos como áreas negativas. Anota el área A y la altura y del centroide de cada parte, medida desde una línea de referencia, como el borde inferior.
  2. Halla el centroide de toda la sección: ȳ = ΣA·y/ΣA.
  3. Para cada parte, toma su propio momento de inercia respecto a su centroide, b·h³/12 en un rectángulo, y suma A·d², donde d es la distancia del centroide de la parte al centroide de la sección.
  4. Suma las partes (resta los huecos) para obtener Ix. Repite con las distancias horizontales para obtener Iy.
  5. Módulo resistente S = I/y_max, donde y_max es la distancia a la fibra más alejada; radio de giro r = √(I/A).

Preguntas y respuestas

¿Es lo mismo que el momento de inercia de masa?

No. Esto es el segundo momento de área, en mm⁴ o in⁴, que describe cómo la forma de una sección transversal resiste la flexión. El momento de inercia de masa, en kg·m², describe cómo un cuerpo resiste la rotación y depende de su masa.

¿Por qué una sección en T tiene dos módulos resistentes?

Su centroide no está a media altura, así que la distancia a la fibra superior es distinta de la distancia a la fibra inferior. Cada una da su propio S = I/y, y el menor da la mayor tensión de flexión.

¿Por qué es b·h³/12 y no b³·h/12?

Importa el eje. En la flexión respecto al eje x horizontal, la altura h es la dimensión perpendicular al eje y aparece al cubo: Ix = b·h³/12. Respecto al eje vertical los papeles se intercambian: Iy = h·b³/12.

¿Qué es el teorema de Steiner (ejes paralelos)?

I = I₀ + A·d²: el momento de inercia respecto a cualquier eje es igual al momento de inercia respecto a un eje paralelo que pasa por el centroide más el área por el cuadrado de la distancia entre los ejes. Traslada las partes de una sección compuesta a un eje común.

¿Se incluyen los acuerdos de raíz de los perfiles de acero laminado?

No. Las alas y las almas se tratan como rectángulos simples, así que los resultados son algo menores que los valores de las tablas de perfiles de acero, que incluyen los acuerdos entre el alma y el ala.

¿Qué unidades puedo usar?

Milímetros, con resultados en mm², mm³ y mm⁴, o pulgadas, con resultados en in², in³ e in⁴. Cambia con el selector de unidades.

Practícalo tú mismo

Practica Centroide y momento de inercia

Una calculadora te da la respuesta. En el examen necesitas el método: practícalo con problemas nuevos, pistas y soluciones detalladas.

</> Embed

Free for teachers and schools: paste this code into your course page, LMS or website. Students can use the calculator and its worked solution without an account.

Más calculadoras