Primera Práctica calificada de resistencia de materiales

 1.0 Determinar la carga que puede resistir una barra de acero de sección circular de 20 mm de diámetro, si trabaja a 800 kg/cm2. Calcular también los alargamientos total y unitario, si la longitud de la barra es de 10 m. E = 2 x 106 Kg/cm2

2.0 Sabiendo que la carga máxima aplicada, en un ensayo de tracción sobre una probeta normalizada de 150mm2 de sección, es de 50000 N, calcular la tensión de rotura en Pa y KN/cm2.La carga máxima aplicada en un ensayo es la que produce la rotura. Así pues, la tensión de rotura es

3.0 Compara la fuerza necesaria para producir una tensión de 30 MPa en una pieza cilíndrica de 150 mm de diámetro y en otra con un diámetro de 200 mm.

4.0 La pieza de acero (módulo de Young 2,1·106 kN/cm2) de la figura, de secciones cuadradas, tiene un límite elástico de 6300 kN/cm2 y va a estar sometida a una fuerza estática F. Como deseamos que trabaje con un coeficiente de seguridad de 3,5, calcula el valor máximo del esfuerzo que podemos aplicar y el alargamiento producido.

5.0 Un cable de acero, con un límite elástico de 310 MPa, va a ser sometido a una carga de 10000 N. Si la longitud inicial del cable es de 500 mm, ¿cuál debe ser su diámetro si no queremos que se alargue más de 0,35mm? (el módulo de Young del material es 20,7·10 4 MPa)

6. Una pieza de latón de 70 mm de longitud deja de tener un comportamiento elástico para tensiones superiores a 345 Mpa. El módulo de elasticidad del latón es 10,3·10 4 Mpa. Calcula:a) Cuál es la fuerza máxima que puede aplicarse a una probeta de 150 mm² de sección, sin qué produzca deformación plástica?b) Cuál es la longitud máxima que puede alcanzar sin que se produzca deformación plástica?

7.0Una barra de aluminio, de 200 mm de longitud y con una sección cuadrada de 10 mm de lado,se somete a una fuerza de tracción de 12300 N y experimenta un alargamiento de 0,34 mm.Suponiendo que el comportamiento de la barra es totalmente elástico, calcula el módulo de elasticidad del aluminio.

8.0 Al someter a un ensayo de tracción una probeta de metal obtenemos el diagrama de la figura, en el que los puntos más significativos son los de la tabla siguiente. Contesta a las siguientes preguntas: σ1 = 2200 kN/cm2 ε1 = 1,2 ・ 10_4

σ2 = 2500 kN/cm2 ε2 = 1,41 ・ 10_4σ3 = 2650 kN/cm2 ε3 = 2,06 ・ 10_4σ4 = 2940 kN/cm2 ε4 = 19,7 ・ 10_4σ5 = 2680 kN/cm2 desconocidoa) .Cual es el límite de fluencia de este material?b) .Qué valor tiene el módulo de Young?

9.0El ensayo del material de la probeta ha permitido determinar que su límite elástico es 8200kpN/cm2 y su módulo de Young 0,7 · 104 kN/cm2.¿Qué distancia se medirá entre los puntos de referenciaA y B al aplicar a la probeta una fuerza de tracción de 450 kN?

10.0 Al someter a ensayo un material obtenemos el diagrama tracción de la figura, en el que el límite elásticoEstá en el punto E. Si diseñamos una pieza con ese material y la hacemos trabajar en el punto K de la gráfica, en el que podemos leer los siguientes valores: σK = 1840 kN/cm2 y εK = 6,1 ・ 10-2. Contesta:a) ¿Cuál es el módulo de Young del material?b) ¿Con qué coeficiente de seguridad está trabajándola citada pieza?

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11.0 La probeta de la figura, en la que D0=12mm y l0=140 mm, al someterla a un ensayo de tracción se ha roto cuando la fuerza aplicada era de 2500 kN. Antes de romperse, cuando las deformaciones aún eran proporcionales a la tensión, al aplicar una carga de 1810kp la longitud de la probeta era de 140,123 mm. Calcula:a) La tensión de roturab) El módulo de Young

12. Al someter a ensayo de tracción una probeta, de 12 mm de diámetro 150 mm de longitud inicial, obtenemos en un punto K de la recta proporcional de su gráfica las coordenadas siguientes:σk=5200 kN/cm2 y εk=0,0023. Calcular:a) La fuerza aplicada durante el ensayo en el punto K.b) La longitud alcanzada en el punto K por la probeta.c) El coeficiente de proporcionalidad entre tensiones y alargamientos

13.0 La probeta de la figura, en la que S0=80mm2 y l0=160 mm entre los puntos de referencia, ha llegado a su límite elástico cuando la fuerza aplicada era de 880 kN. En ese momento, la longitud había aumentado hasta alcanzar 160,0186 mm. Calcula:a) La tensión en su límite elásticob) El módulo de Young

14.0 Una barra de aluminio de sección constante 160 mm2 soporta unas fuerzas axiales aplicadas en los puntos que indica la figura. Si E= 70 GPa, determinar el alargamiento, o acortamiento total de la barra. (Suponer que el elemento no se pandea).

15.0 Se dispone de un cable de acero de 12 m de longitud y 80 mm2 de sección. Al someterlo a una cargaaxial de 100 kN, llega a medir 12.078 m. Calcule:a) La deformación unitaria ε y el esfuerzo unitario σ en GPa b) El módulo de elasticidad E del acero utilizado en GPa c) La fuerza en kN que hay que aplicar a un cable idéntico, para conseguir un alargamiento de 35mm

16.0 La figura adjunta muestra dos cilindros concéntricos que soportan una carga axial de 100 kN. Si el cilindro de la izquierda es de acero (E=200 GPa) y el de la derecha de hierro fundido(E=80 GPa), calcule:a) El esfuerzo unitario de cada cilindro en MPa b) La deformación unitaria de cada cilindro.c) El alargamiento de cada cilindro en mm

17.0 Un tubo de aluminio está rígidamente sujeto entre una barra de bronce y una de acero. Las cargas axiales se aplican en las posiciones indicadas. Determine el esfuerzo de cada material.

17.0 Una barra de acero se coloca entre 2 apoyos fijos colocados auna separación de 2m calcule el esfuerzo en el acero cuando latemperatura aumenta 60ºC.

18.Una columna tubular de hierro fundido soporta una carga axial de compresión de 250KN. Determinar su diámetro interior si el exterior es de 200mm y el máximo esfuerzo no debe exceder de 50Mpa

19. Calcule el diámetro interior de un tubo de acero que debe soportar una fuerza de tensión de 5000KN con un esfuerzo máximo de 140MN/m2, sabiendo que el diámetro exterior del tubo es de 2 pulgadas

20.Un alambre de acero de 10 metros de longitud que cuelga verticalmente soporta una carga de 2000N determinar el diámetro necesario despreciando el peso del alambre , si el esfuerzo no debe exceder de 140Mpa y el alargamiento deberá ser como máximo de 5 mm. (E = 200 GPa)

Ing. Jimmy Torres Castañeda