actividad n° 01. esfuerzo y deformación. mecánica de materiales. xi ppii. ciclo 2016 - 0

8/18/2019 Actividad N° 01. Esfuerzo y Deformación. Mecánica de Materiales. XI PPII. Ciclo 2016 - 0

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ACTIVIDAD N° 01: TENSIÓN.

COMPRESIÓN Y CORTANTE.ESFUERZO NORMAL Y DEFORMACIÓN UNITARIA NORMAL

Li. Fís. Edwin Aldrin Cumpa BarriosLi. Fís. Edwin Aldrin Cumpa BarriosLi. Fís. Edwin Aldrin Cumpa BarriosLi. Fís. Edwin Aldrin Cumpa Barrios

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ACTIVIDAD N° 01.ESFUERZO NORMAL Y DEFORMACIÓN UNITARIA NORMAL

1. Dos alambres de acero soportan una cámara móvil suspendida que ésa lbW 25= , empleada

para hacer acercamientos de las acciones en el campo en eventos deportivos. En un instantedado, el alambre 1 forma un ángulo °= 20α con la horizontal y el alambre 2 forma un ángulo

°= 48 β . Los alambres tienen un diámetro de 30 milésimas. (Los diámetros del alambre, con

frecuencia, se expresan en milésimas de pulgada; una milésima es igual a 0.001 in).Determine los esfuerzos de tensión 1σ y 2σ en los dos alambres.

2. En la siguiente figura se muestra la sección transversal de una columna de esquina de

concreto que está cargada uniformemente en compresión. (a) Determine el esfuerzo de

compresión promedio cσ en el concreto si la carga es igual a 3200k. (b) Determine las

coordenadas c x y c y del punto donde la carga resultante debe actuar a fin de producir un

esfuerzo normal uniforme en la columna.


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3. La razón entre la resistencia y peso de un material estructural se define como lacapacidad de carga dividida entre su peso. Para materiales en tensión se puede usar unesfuerzo de tensión característico (como se obtiene de una curva esfuerzo – deformaciónunitaria) como medida de la resistencia. Por ejemplo, se podría emplear el esfuerzo defluencia o bien el esfuerzo último, dependiendo de la aplicación particular. Así, la razón entre

la resistencia y el peso, W S R / para un material en tensión se define como:γ σ =W S R / , donde

σ es el esfuerzo característico y γ es el peso específico. Observe que la relación tiene

unidades de longitud.Empleando el esfuerzo último U σ como el parámetro de la resistencia, calcule la razón entre

resistencia y peso (en unidades de metros) para cada uno de los materiales siguientes: (a) Aleación de aluminio 6061- T6, (b) Abeto Douglas (en flexión) (c) Nailon (d) Acero estructural ASTM-A572 y (e) Aleación de titanio. Sugerencia: Obtenga las propiedades de los materialesde las tablas H.1 y H.3 del apéndice H. Cuando en una tabla se da un rango de valores, utiliceel valor promedio

4. Una losa de concreto reforzado de 8.0 pies de lado y 9.0 pulg de espesor se levanta concuatro cables fijos a sus esquinas, como se muestra en la figura. Los cables se fijan a ungancho a un punto de 5.0 pies sobre la cara superior de la losa. Cada cable tiene un áreatransversal efectiva 12.0= A pulg2. Determine el esfuerzo de tensión t σ , debido al peso de la

losa de concreto reforzado.

5. Dos varillas cilíndricas sólidas AB y BC están soldadas en B y cargadas como se muestra.

Determine la magnitud de la fuerza P para la cual el esfuerzo de tensión en la varilla AB tiene el doble de magnitud del esfuerzo de compresión en la varilla BC


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6. Un poste circular hueco ABC soporta una carga 17001 = P lb que actúa en su parte superior.

Una segunda carga2

P está distribuida uniformemente alrededor de la placa de cubierta del

poste en B . El diámetro y el espesor de las partes superior e inferior del poste sonind AB 25.1= , int AB 5.0= , ind BC 375.0= , respectivamente. (a) Calcule el esfuerzo normal ABσ

en la parte superior del poste. (b) Si se desea que la parte inferior del poste tenga el mismoesfuerzo de compresión que la parte superior. ¿Cuál será la magnitud de la carga2 P ? (c) Si

1 P permanece en 1700 lb y 2 P ahora se fija en 2260 lb, ¿qué espesor nuevo de BC resultará

en el mismo esfuerzo de compresión en las dos partes?

7. Cada una de las varillas AB y BC tiene un diámetro de 5 mm. Si se aplica una carga de

kN P 2= sobre el anillo, determine el esfuerzo normal promedio en cada varilla si °= 60θ


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8. Si el bloque está sometido a una fuerza centralmente aplicada de 600 kN, determine elesfuerzo normal promedio en el material

9. Una mujer de 175 libras está parada sobre un piso de vinilo usando zapatos de tacón alto. Siel tacón tiene las dimensiones mostradas, determine el esfuerzo normal promedio que ejercesobre el piso y compárelo con el esfuerzo normal promedio que se desarrolla cuando unhombre del mismo peso está sobre el mismo piso usando zapatos de taco bajo. Suponga quela carga se aplica lentamente, de modo que los efectos dinámicos sena insignificantes.

Además suponga que todo el peso se apoya sobre el tacón de un solo zapato.

10. Un tubo circular de aluminio con longitud m L 400= está cargado en compresión por fuerzas P . Los diámetros interior y exterior son 60 mm y 50 mm, respectivamente. Se coloca undeformímetro en el exterior de la barra para medir las deformaciones unitarias en la dirección

longitudinal. (a) Si la deformación unitaria es 610550 −= xε . ¿Cuál es el acortamiento δ de la

barra? (b) Si el esfuerzo de compresión en la barra se propone sea de 40 MPa, ¿cuál debe serla carga P ?


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11. La columna está sometida a una fuerza axial de kN 8 , la cual se aplica a través del centroide

del área de la sección transversal. Determine el esfuerzo normal promedio que actúa en lasección aa . Muestre esta distribución del esfuerzo sobre el área de la sección transversal.

12. Un carro que pesa 130 kN cuando está completamente cargado, se jala lentamente haciaarriba por una pista inclinada mediante un cable de acero. El cable tiene un área de seccióntransversal efectiva de 490 mm2 y el ángulo α de la inclinación es 30°. Calcule el esfuerzo de

tensión t σ en el cable.


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APÉNDICE H: Propiedades de los Materiales. Tabla H.1


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