PRACTICA N°1:

01. Determine el máximo peso W que pueden soportar los cables mostrados en la figura 1. Los esfuerzos en los cables AB y AC no deben exceder 100MPa y 50MPa respectivamente. Las áreas transversales de ambos son 400mm2

para el cable AB y 200mm2 para AC. .(Zinger 4ed) (R:33,5kN-ojo).

02. Se quiere punzonar una placa como se muestra en la figura, que tiene un esfuerzo cortante último de 300MPa (a) Si el esfuerzo de compresión admisible en el punzón es de 400MPa, determine el máximo espesor de la placa para poder punzonar un orificio de 100mm de diámetro. (b) Si la placa tiene un espesor de 10mm, calcule el máximo diámetro que puede punzonarse.(Zinger 4ed) (R:t=33,3mm; d=30mm).

03. La columna esta sometida a una fuerza axial de 8 kN en su parte superior. Si el area de su seccion transversal tiene las dimensiones mostradas en la figura, determine el esfuerzo normal promedio que actua en la sección a-a. Muestre esta distribucion del esfuerzo actuando sobre la seccion transversal

de la columna.(Hibbeler 6ed) (=-1,82MPa)

04. Un corto miembro sometido a compresión tiene la sección transversal mostrada en la figura. Calcule el esfuerzo en el miembro si se aplica una fuerza de compresión de 52 000 Ib en línea con su eje centroidal. .(Mott 5ed) (=12138psi)

05. Un corto miembro sometido a compresión tiene la sección transversal mostrada en la figura. Calcule el esfuerzo en el miembro si se aplica una fuerza de compresión de 640 kN en línea con su eje centroidal.(=-180MPa)

06. La figura muestra el perfil de un trozo de metal que se va a entresacar de una lámina de aluminio de 5.0 mm de espesor. Calcule el esfuerzo cortante en el aluminio si se aplica una fuerza de

Física III

punzonado de 38.6 kN.(=81,1MPa)

07. La figura muestra un perno sometido a una carga de tensión. Un modo de falla sería si el vástago circular del perno se desprende de la cabeza, en una acción de corte. Calcule el esfuerzo cortante en la cabeza para este modo de falla si se aplica una fuerza de 22.3 kN. (=73.9MPa)

08. La figura muestra una junta traslapada remachada que conecta dos placas de acero. Calcule el esfuerzo cortante en los remaches producido por una fuerza de 10,2kN aplicada a las placas.(45,1MPa)

09. La figura muestra una junta a tope remachada con cubreplacas que conectan dos placas de acero. Calcule el esfuerzo cortante en los remaches producido por una fuerza de 10.2 kN aplicada a las placas.(22,55MPa)

10. Una conexión de pasador como la mostrada en la figura se somete a una fuerza de 16.5 kN. Determine el esfuerzo cortante en el pasador de 12.0 mm de diámetro.(=146MPa)

Lic. Carlos E. Joo G.

2

Esfuerzo y deformacion

11. El grillete de anclaje soporta la fuerza del cable de 600 Ib. Si el pasador tiene un diametro de 0.25 pulg, determine el esfuerzo cortante promedio en el pasador. (Hibbeler 6ed) (=6,11ksi)

12. El pequeño bloque tiene un espesor de 0.5 pulg. Si la distribución de esfuerzo en el soporte desarrollado por la carga varia como se muestra, determine la fuerza F aplicada al bloque y la distancia d a la que esta aplicada. (Hibbeler 6ed) (F=22,5kip;d=0,833in)

13. El pequeño bloque tiene un espesor de 5 mm. Si la distribución de esfuerzo en el soporte desarrollado por la carga varia como se muestra, determine la fuerza F aplicada al bloque y la distancia d a la que esta aplicada. (Hibbeler 6ed) (F=36kN; d=110mm)

14. La palanca está unida a la flecha empotrada por medio de un pasador cónico que tiene un diámetro

medio de 6 mm. Si se aplica un par a la palanca, determine el esfuerzo cortante promedio en el pasador, entre el pasador y la palanca. (Hibbeler 6ed) (=29,5MPa)

15. La rueda de soporte se mantiene en su lugar bajo la pata de un andamio por medio de un pasador de 4 mm de diametro como se muestra en la figura. Si la rueda esta sometida a una fuerza normal de 3 kN, determine el esfuerzo cortante promedio generado en el pasador. Desprecie la friccion entre la pata del andamio y el tubo sobre la rueda. (Hibbeler 6ed) (=119MPa)

16. La lampara con un peso de 50 Ib esta soportada por tres barras de acero conectadas por un anillo en A. Determine cual barra esta sometida al mayor esfuerzo normal promedio y calcule su valor. Considere = 30°. El diametro de cada barra se da en la figura. (Hibbeler 6ed) (AB=520psi; AD=634psi; AC=746psi)

17. Resuelva el problema anterior para =45°. (Hibbeler 6ed) (AB=520psi; AD=720psi; AC=500psi)

Facultad De Ingeniería – Escuela Profesional de Ingeniería de Minas.

3

Física III

18. La lampara con un peso de 50 Ib esta soportada por tres barras de acero conectadas por un anillo en A. Determine el angulo de orientacion de AC tal que el esfuerzo normal producido en la barra AC sea el doble del esfuerzo normal promedio en la barra AD. .Cual es la magnitud del esfuerzo en cada barra? El diametro de cada barra se da en la figura. (Hibbeler 6ed)(=59,4°;AD=372psi; AC=744psi; AB=520psi).

19. El pedestal tiene una seccion transversal triangular como se muestra. Si esta sometido a una fuerza compresiva de 500 Ib, especifique las coordenadas x y y del punto P(x, y ) en que debe aplicarse la carga sobre la sección transversal para que el esfuerzo normal sea uniforme. Calcule el esfuerzo y esboce su distribución sobre una sección transversal en una seccion alejada del punto de aplicación de la caiga. (Hibbeler 6ed) (x=4in;y=4in;=9,26psi)

`

20. Los dos miembros de acero estan unidos entre si por medio de una soldadura a tope a 60°. Determine los esfuerzos normal y cortante promedio resistidos en el plano de la soldadura. (Hibbeler 6ed) (=9,24MPa; =5,33MPa).

21. La flecha compuesta consiste en un tubo A B y en una barra solida BC. El tubo tiene un diametro interior de 20 mm y un diametro exterior de 28 mm. La barra tiene un diametro de 12 mm. Determine el esfuerzo normal promedio en los puntos D y E y represente el esfuerzo sobre un elemento de volumen localizado en cada uno de esos puntos. (D=13,3MPa; E=70,7MPa)

22. La pieza de madera esta sometida a una fuerza de tension de 85 Ib. Determine los esfuerzos normal y cortante promedio desarrollados en las fibras de la madera orientadas a lo largo de la seccion a-a a 15° con respecto el eje de la pieza. (=1,90psi; =7,08psi).

23. Se está diseñando una repisa para contener embalajes que tienen una masa total de 1840 kg. Dos varillas de soporte como las mostradas en la figura sujetan la repisa. Cada varilla tiene un diámetro de 12.0 mm. Suponga que d centro de gravedad de los embalajes está a la mitad de la repisa. Calcule el esfuerzo en la parte media de las varillas.( 79.8 MPa)

24. Tres varillas de acero dispuestas como se muestra en la figura soportan una máquina de 4200 kg de masa. El diámetro de cada varilla es de 20 mm. Calcule el esfuerzo en cada varilla.(AB= 107.4 MPa; BC = 75.2 MPa; BD = 131.1 MPa)

Lic. Carlos E. Joo G.

4

Esfuerzo y deformacion

25. La junta esta sometida a la fuerza axial de miembro de 5 kN. Determine el esfuerzo normal promedio que actua en las secciones A B y BC. Suponga que el miembro es liso y que tiene 50 mm de espesor. . (BA=2,04MPa; BC=0,598Pa)

26. La junta esta sometida a la fuerza axial de miembro de 6 klb. Determine el esfuerzo normal promedio que actua sobre las secciones AB y BC. Suponga que el miembro es liso y que tiene 1.5 pulg de espesor. (AB=1,63ksi; BC=0,819ksi)

27. Se utiliza un centrifugador para separar líquidos de acuerdo con sus densidades por medio de fuerza centrífuga. La figura ilustra un brazo del centrifugador que tiene un balde en su extremo

para contener el líquido. En operación, el balde y el líquido tienen una masa de 0.40 kg. La magnitud de la fuerza centrífuga en newtons es de

Calcule el esfuerzo en la barra redonda. Considere sólo la fuerza ejercida por el recipiente.

(=118MPa)

28. Una barra cuadrada soporta una serie de cargas como se muestra en la figura. Calcule el esfuerzo en cada segmento de la barra. Todas las cargas actúan a lo largo del eje central de la barra. (AB=166,7MPa; BC=77,8MPa; CD=122MPa;)

29. Repita el problema anterior con la barra circular de la figura. (AB=-35,1MPa; BC=-44,1MPa; CD=-9,65MPa;)

30. Repita el problema anterior con el tubo de la figura. El tubo es un tubo de acero cédula 40 de 1 ½ in.(BC=3129 psi; y AB=20471psi en tensión)

Facultad De Ingeniería – Escuela Profesional de Ingeniería de Minas.

5

Física III

31. Calcule el esfuerzo en el miembro BD mostrado en la figura si la fuerza aplicada F es de 2800 Ib.(BD=3231psi)

32. Calcule las fuerzas en todos los miembros y los esfuerzos en la sección media, alejándose de cualquier junta. Referirse al apéndice para el área de sección transversal de los miembros indicados en las figuras. Considere que todas las juntas son de pasador.(AB=BC=25,3 MPa; BD=17,5 MPa; AD=CD=-21MPa)

33. Determine el esfuerzo de tensión en el miembro AB mostrado en la figura P .(AB=50 MPa).

34. Una pequeña grúa hidráulica, como la mostrada en la figura, soporta una caiga de 800 Ib. Determine el esfuerzo cortante que ocurre en el pasador en B, el cual se encuentra sometido a cortante doble. El diámetro del pasador es de 3/8 in.(38540psi)

GRUPO E1 E2 E3 E4 E5 OPC

1 1 10 20 26 29 132 2 8 28 23 30 123 3 14 18 21 31 194 4 7 17 22 32 275 5 9 16 24 34 136 6 11 15 25 33 12

Lic. Carlos E. Joo G.

6