Taller De Resistencia De Materiales.docx

CRISTIAN CAMILO GUERRERO RUALES INGENIERIA AMBIENTAL IX TALLER DE RESISTENCIA DE MATERIALES

1) Defina masa y enuncie sus unidades tanto en el sistema inglés como en el sistema de unidades métricas SI R/ Es la cantidad de materia que posee un cuerpo, es una propiedad física y fundamental de la materia. UNIDADES Sistema Inglés Sistema de Unidades Métricas SI

Slug Kilogramo (Kg)

2) Defina peso y enuncie sus unidades en ambos sistemas R/ Peso: Es la medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un cuerpo, este equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo. UNIDADES Sistema Inglés

Libra (lb) Onza (oz) Newton (N)

Sistema de Unidades Métricas SI

3) Defina esfuerzo y enuncie sus unidades en ambos sistemas R/: Esfuerzo: Fuerza que se aplica contra algún impulso o resistencia para contrarrestarlo o revertirlo, la fuerza aplicada y el efecto producido dependerán directamente del área sobre la que está actuando la fuerza, a este efecto se denomina esfuerzo y se define fuerza por unidad de área. 𝝏 =𝑾 𝑨 UNIDADES Sistema Inglés Sistema de Unidades Métricas SI 4) Defina esfuerzo normal directo R/ Esfuerzo normal directo: El esfuerzo actúa de manera perpendicular o normal a la sección transversal del miembro de carga, el esfuerzo es uniforme sobre el área de resistencia.

5) Explique la diferencia entre esfuerzo de compresión y esfuerzo de tensión

ESFUERZO DE COMPRESIÒN

ESFUERZO DE TENSIÒN

Es aquel que tiende a aplastar el Es aquel que tiende a estirar al miembro material al que se le aplica la fuerza. y romper el material.

6) Defina esfuerzo cortante directo (‫)ح‬ R/ Es un tipo de esfuerzo en el que la fuerza cortante aplicada se resiste uniformemente por el área de la parte que se corta, lo que produce un nivel uniforme de fuerza cortante sobre el área. 7) Explique la diferencia entre cortante simple y cortante doble R/ Esfuerzo cortante simple: Es cuando se aplican fuerzas perpendiculares al eje del perno, existe la tendencia de cortarlo a través de si sección transversal, produciendo un esfuerzo cortante, si una sola sección transversal del perno reíste la fuerza aplicada. Se dice que se produce un efecto cortante simple.

A=ԉ

𝑑2 4

Esfuerzo cortante doble: El perno está en esfuerzo cortante doble cuando dos secciones transversales resisten la fuerza aplicada. (ԉ𝑑 2 )

A=2

4

8) Dibuje un elemento de esfuerzo sometido a esfuerzo de tensión directo

9) Dibuje un elemento de esfuerzo sometido a esfuerzo de compresión directo

10) Dibuje un elemento de esfuerzo sometido a un esfuerzo cortante directo

11) Defina deformación normal y enuncie sus unidades en ambos sistemas R/ Deformación normal: Es la deformación del elemento por unidad de longitud. UNIDADES Sistema Inglés Sistema de Unidades Métricas SI 12) Defina deformación por cortante y enuncie sus unidades en ambos sistemas R/ Deformación por cortante: UNIDADES Sistema Inglés Sistema de Unidades Métricas SI

16)Un camión transporta 1800 kg de grava ¿Cuál es el peso de la grava en Newtons? R/ 1800 kg

W=m*g m

W=1800 kg*9,81s2 m

W=17658 kg. s2

17658 N

17) Un camión de cuatro ruedas cuya masa total es de 4000kg se encuentras detenido sobre un puente. Si un 60% del peso es soportado por las ruedas traseras y 40% por las delanteras, calcule la fuerza ejercida en el puente en cada rueda. R/

18)Un total de 6800 kg de un fertilizante a granel se almacena en un deposito de fondo plano de 5.0 *3.5 m por lado. Calcule la carga sobre el piso en newtons por metro cuadrado o pascales. m

R/ w= 6800Kg*9,81 2=66.708 N s

A=5*3.5m=17.5m2 𝝏 =𝒘 𝑨

∂=

66.708 N 17.5m2

=3.812N⁄m2

3812Pa

la carga en el piso es de 3812 Pa

29)Un recipiente de presión contiene un gas a 1200 psi. Exprese la presión en pascales

1200psi*

6,895 kPa 1psi

∗

1000Pa = 827400Pa 1kPa

30)El esfuerzo permisible de un acero estructural es de 21 600 psi. Expréselo en pascales.

21600psi*

6,895 kPa 1psi

∗

1000Pa = 148932000Pa 1kPa

31) El esfuerzo al cual se romperá un material sometido a una carga de tensión directa se llama resistencia máxima. La gama de resistencias máximas para aleaciones de aluminio oscila desde aproximadamente 14000 hasta 76000 psi. Exprese esta gama en pascales.

14000 + 76000 = 45000𝑝𝑠𝑖 2 6,895 kPa

45000psi*

1psi

∗

1000Pa 1kPa

= 310275000Pa

37)Calcule el esfuerzo de una barra redonda sometida a una fuerza de tensión directa de 3200 N si su diámetro es de 10mm.

1m

Ө=10mm*

1000mm

𝐷2

A=ԉ*

4

=ԉ∗

𝑤

Esfuerzo ∂=

𝐴

=

= 0.01m

(0.01𝑚)2 4

= 7.85 ∗ 10−5 𝑚2

3200

7,85∗10−5 m2

= 40764331N/m2 o Pa

38) Calcule el esfuerzo en una barra rectangular que tiene una sección de 10mm por 30 mm si se aplica una fuerza de tensión directa de 20 KN.

A=10mm*30mm=300mm2 ∂=

20KN

300mm2

∗

1000N=66.67N 1KN

El esfuerzo es de 66,67 MPa

⁄mm2 =66,67MPa

40)Una barra circular, con diámetro de 3/8 in, soporta una caldera que pesa 1850 lb. Calcule el esfuerzo en la varilla.

𝐷2

A= ԉ *

4

A= ԉ ∗

3 8

( in)

2

4

= 0,11in2

𝑤

Esfuerzo ∂= ∂=

𝐴

1850lb =16818.18 lb/

0,11in2

in2

16818.18Psi

42)La base de una columna de concreto es circular, con diámetro de 8 in y soporta una carga de compresión directa de 70.000 lb. Calcule el esfuerzo de compresión en el concreto 𝐷2

A= ԉ *

4

A= ԉ ∗

(8 in)2 4

= 50,26in2

𝑤

Esfuerzo ∂=

∂=

70000lb

50,26 in2

𝐴

=1392,76 lb/in2 o psi

El esfuerzo de compresión en el concreto es de 1392,76 psi

70) La figura P1-70 muestra una junta traslapada remachada que conecta dos placas de acero. Calculé el esfuerzo cortante en los remaches producido por una fuerza de 10.2 N aplicada a las placas. (w=fuerza)

W=

10,2KN 2

=5,1KN

W=5,1KN ∗ 𝑑2

A=ԉ

4

1000N 1KN

= 5100N

A=ԉ ∂C=

𝑤 𝐴

=

(12mm)2 4

5100N

113,1mm2

=113,1mm2

=45,1 N/ mm2

∂C= 45,1MPa El esfuerzo cortante es de 45,1MPa

PROBLEMA 1 Una varilla rígida de longitud L=1.80 m y masa M =6 kg esta unida a una articulación (punto 0 de la figura). La varilla se mantiene inclinada mediante un cable de acero unido a la pared. Los ángulos entre el cable, la varilla, y la pared son Ө1=60O y Ө2 = 50o respectivamente. Un contrapeso m=4 kg del extremo opuesto de la varilla. a) Dibuje el diagrama de sólido libre para la varilla (2p) b)calcular la tensión en el cable y las componentes rectangulares de la reacción en el punto 0.