Capítulo 02: Esfuerzo y deformación. Carga axial.

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.135 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.135 La varilla uniforme BC tiene un área de sección transversal uniforme A y está hecha de un acero suave que puede asumirse como elastoplástico con un módulo de elasticidad E y una resistencia a la fluencia σy.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.134 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.134 La varilla AB consta de dos secciones cilíndricas AC y BC, cada una con un área de sección transversal de 2 950 mm2. La porción AC está hecha de un acero dulce con E = 200…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.133 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.133 Si se sabe que σperm = 120 MPa, determine el valor máximo permisible de la carga axial centrada P. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.132 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.132 Una unidad para aislamiento de vibraciones se compone de dos bloques de caucho duro con un módulo de rigidez G = 2.75 ksi adheridos a la placa AB y a soportes rígidos como se muestra en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.131 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.131 El poste de concreto (Ec = 25 GPa y αc = 9.9 x 10-6/°C) está reforzado con seis varillas de acero, cada una de 22 mm de diámetro (Ea = 200 GPa y αa = 11.7…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.130 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.130 La barra rígida AD está soportada por dos alambres de acero de 1/16 in. de diámetro (E = 29 x 106 psi), un pasador y una ménsula en A. Si se sabe que los alambres estaban…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.129 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.129 El alambre uniforme ABC, cuya longitud sin estirar es 2l, se conecta a los soportes mostrados en la figura y se le aplica una carga vertical P al punto medio B. Si A es el área de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.128 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.128 Un tubo de aluminio (E = 70 GPa) con una longitud de 250 mm, un diámetro exterior de 36 mm y un diámetro interior de 28 mm puede cerrarse en ambos extremos por medio de tapas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.127 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.127 El eslabón BD está hecho de latón (E = 15 x 106 psi) y tiene un área de sección transversal de 0.40 in.2 El eslabón CE es de aluminio (E = 10.4 x 106 psi) y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.126 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.126 Dos varillas cilíndricas están unidas en B y son sometidas a la carga que se muestra en la figura. La varilla AB está hecha de acero (E = 29 x 106 psi) y la varilla BC…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.125 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.125 La tira de latón AB se encuentra unida a un soporte fijo en A y descansa sobre un soporte rugoso en B. Si se sabe que el coeficiente de fricción entre la tira y el soporte…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.124 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.124 La varilla de aluminio ABC (E = 10.1 x 106 psi) que consiste en dos porciones cilíndricas AB y BC, será reemplazada con una varilla cilíndrica de acero DE (E = 29 x 106 psi) de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.123 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.123 Dos barras angostas de aluminio están unidas a los costados de una placa gruesa de acero como se muestra en la figura. Inicialmente, a una T1 = 70°F, todos los esfuerzos son cero. Si se sabe que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.122 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.122 Para la barra compuesta del problema 2.111, determine los esfuerzos residuales en las barras de acero templado si P se incrementa gradualmente desde cero hasta que la deformación en la barra alcanza un valor máximo δm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.121 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.121 Para la barra compuesta del problema 2.111, determine los esfuerzos residuales en las barras de acero templado si P se incrementa gradualmente desde cero hasta 98 kips y después se disminuye nuevamente a cero. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.120 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.120 Retome el problema 2.119, y ahora suponga que a = 180 mm. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES BEER 5 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.119 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.119 La barra AB tiene un área de sección transversal de 1 200 mm2 y es de un acero que se supone elastoplástico con E = 200 GPa y σY = 250 MPa. Si se sabe que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.118 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.118 Retome el problema 2.117, y ahora suponga que la temperatura de la varilla se eleva a 150°C y después regresa a 25°C. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.117 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.117 La varilla de acero ABC está unida a soportes rígidos y se encuentra sin esforzar a una temperatura de 25°C. El acero se supone elastoplástico, con E = 200 GPa y σY = 250 MPa. La temperatura de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.116 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.116 Una varilla uniforme de acero con área de sección transversal A se une a unos soportes rígidos y se encuentra sin esforzar a una temperatura de 45°F. Se supone que el acero es elastoplástico con σY…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.115 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.115 Retome el problema 2.113, y ahora suponga que la magnitud de la fuerza Q aplicada en B se incrementa gradualmente desde cero hasta 260 kN y después se disminuye hasta cero. Si se sabe que a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.114 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.114 Retome el problema 2.113, y ahora suponga que a = 1.76 m y que la magnitud de la fuerza Q que se aplica en B se incrementa gradualmente desde cero hasta 135 kN. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.113 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.113 La barra rígida ABC se soporta en dos eslabones, AD y BE, de sección transversal rectangular uniforme de 37.5 x 6 mm, los cuales están hechos de acero dulce que se supone elastoplástico con E = 200…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.112 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.112 Para la barra compuesta del problema 2.111, si P se incrementa gradualmente desde cero hasta 98 kips y después disminuye hasta cero, determine a) la deformación máxima de la barra, b) el esfuerzo máximo en las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.112 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.112 Para la barra compuesta del problema 2.111, si P se incrementa gradualmente desde cero hasta 98 kips y después disminuye hasta cero, determine a) la deformación máxima de la barra, b) el esfuerzo máximo en las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.111 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.111 Dos barras de acero templado, cada una de 3/16 in. de grosor, se unen a una barra de acero dulce de 1/2 in. Esta barra compuesta se sujeta a una carga axial centrada de magnitud P. Ambos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.110 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.110 Retome el problema 2.109, y ahora suponga que los cables son reemplazados por varillas con la misma área de sección transversal y del mismo material. Además, que las varillas se apuntalan de tal manera que puedan…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.109 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.109 Cada uno de los cables tiene un área de sección cruzada de 100 mm2 y está hecho de un material elastoplástico para el que σY = 345 MPa y E = 200 GPa. Una fuerza Q se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.108 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.108 Para la barra compuesta del problema 2.107, si P se incrementa de manera gradual desde cero hasta que la deflexión en el punto C alcanza un valor máximo de δm = 0.03 mm y, al llegar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.107 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.107 La varilla AB consta de dos secciones cilíndricas AC y BC, cada una con un área de sección transversal de 1 750 mm2. La porción AC está hecha de un acero dulce con E = 200…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.106 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.106 La varilla ABC consta de dos porciones cilíndricas AB y BC, está hecha de un acero dulce que se supone elastoplástico con E = 200 GPa y σY = 250 MPa. Una fuerza P se aplica…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.105 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.105 La varilla ABC consta de dos porciones cilíndricas AB y BC, está hecha de un acero dulce que se supone elastoplástico con E = 200 GPa y σY = 250 MPa. Una fuerza P se aplica…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.104 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.104 La barra cuadrada de 30 mm AB tiene una longitud L = 2.5 m, está hecha de un cero dulce que se supone elastoplástico con E = 200 GPa y σY = 345 MPa. Una fuerza P se aplica a la barra y después se retira para darle…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.103 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.103 La barra cuadrada de 30 mm AB tiene una longitud L = 2.2 m, está hecha de un acero dulce que se supone elastoplástico con E = 200 GPa y σY = 345 MPa. Una fuerza P se aplica a la barra hasta que el extremo A se ha movido…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.102 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.102  Retome el problema 2.101,ahora suponga que el punto de fluencia del acero dulce es de 50 ksi. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES BEER 5 EDICIÓN ¿Te sirvió…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.101 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.101 La varilla AB es de un acero dulce que se supone elastoplástico con E = 29 x 106 psi y σY = 36 ksi. Después de que la varilla se ha conectado a una palanca rígida CD, se encuentra que el extremo C está 3/8 in. más alto de lo debido. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.100 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.100  Para la probeta del problema 2.99, determine el valor máximo del esfuerzo normal correspondiente a la elongación total de 0.75 mm. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.99 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.99 La probeta de aluminio que se muestra en la figura está sujeta a dos fuerzas axiales céntricas iguales y opuestas de magnitud P. a) Si se sabe que E = 70GPa y σperm = 200 MPa, determine el valor permisible máximo de P y la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.98 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.98 a) Para P = 58 kN y d = 12 mm, determine el esfuerzo máximo en la placa mostrada. b) Resuelva el inciso a), si no se perfora el agujero en A. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.97 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.97 En la placa debe perforarse un agujero en A. Los diámetros de las brocas disponibles para perforar el agujero van de 12 a 24 mm en incrementos de 3 mm. a) Determine el diámetro d de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.96 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.96 Si se sabe que el agujero tiene un diámetro de 3/8 in., determine a) el radio rf de los filetes para el cual ocurre el mismo esfuerzo máximo en el agujero A y en los filetes,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.95 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.95 Para P = 8.5 kips, determine el mínimo grosor t de la placa que se requiere si el esfuerzo permisible es de 18 ksi. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.94 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.94 Si se sabe que, para la placa mostrada, el esfuerzo permisible es de 16 ksi, determine el valor máximo permisible de P cuando a) r = 3/8 in., b) r = 3/4 in. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.93 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.93 Si se sabe que P = 10 kips, determine el esfuerzo máximo cuando a) r = 0.50 in., b) r = 0.625 in. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.92 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.92 Muestre que para cualquier material dado, la razón G/E del módulo de rigidez sobre el módulo de elasticidad, siempre es menor que 1/2 pero mayor que 1/3. [Sugerencia: Utilice la ecuación (2.43) y la sección 2.13.]…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.91 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.91 Las constantes del material E, G, k y v están relacionadas por las ecuaciones (2.33) y (2.43). Muestre que cualquiera de estas constantes puede expresarse en términos de cualesquiera otras dos constantes. Por ejemplo, demuestre que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.90 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.90 El cubo de material compuesto del problema 2.89 está restringido contra la deformación en la dirección z y está estirado en 0.035 mm en la dirección x debido a una carga de tensión en dicha dirección.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.89 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.89 Un cubo de material compuesto con lados de 40 mm y con las propiedades indicadas en la figura está fabricado en fibras de polímero vítreo alineadas en la dirección x. El cubo está restringido contra las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.88 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.88 Un soporte para aislamiento de vibraciones consiste de una varilla A con radio R1 y un tubo B con radio interior R2 adheridos a un cilindro hueco de caucho con 80 mm de longitud y con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.87 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.87 Un soporte para aislamiento de vibraciones se compone de una varilla A con radio R1 = 10 mm y un tubo B con radio interior R2 = 25 mm adheridos a un cilindro hueco de caucho…