Capítulo 02. Esfuerzo y deformación: Carga axial.

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.41 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.41 Dos varillas cilíndricas, una de acero y la otra de latón, se unen en C y están restringidas por soportes rígidos en A y en E. Para la carga mostrada y sabiendo que Es = 200…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.40 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.40 Tres varillas de acero (E = 29 × 106 psi) soportan una carga P de 8.5 kips. Cada una de las varillas AB y CD tiene un área de sección transversal de 0.32 in2 y la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.39 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.39 Una barra de poliestireno, consistente en dos partes cilíndricas AB y BC, está restringida en ambos extremos y se somete a dos cargas de 6 kips como se muestra en la figura. Si se sabe que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.38 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.38 La longitud del ensamble mostrado disminuye 0.40 mm cuando se aplica una fuerza axial por medio de placas rígidas en los extremos. Determine a) la magnitud de la fuerza aplicada, b) el esfuerzo correspondiente en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.37 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.37 En el ensamble que se muestra en la figura se aplica una fuerza axial de 200 kN por medio de placas rígidas en los extremos. Determine a) el esfuerzo normal en la coraza de aluminio, b)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.36 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.36 Para el poste del problema 2.35, determine la fuerza céntrica máxima que puede aplicarse si el esfuerzo normal permisible es de 20 ksi en el acero y 2.4 ksi en el concreto. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.35 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.35 El poste de concreto de 4.5 ft está reforzado con seis barras de acero, cadauna con un diámetro de 11 8 in. Si se sabe que Es = 29 × 106 psi y Ec = 4.2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.34 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.34 Para el bloque compuesto que se muestra en el problema 2.33, determine a) el valor de h si la porción de la carga soportada por las placas de aluminio es la mitad de la porción de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.33 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.33 Se aplica una fuerza céntrica axial P = 450 kN al bloque compuesto que se muestra en la figura, por medio de una placa extrema rígida. Si se sabe qu  h = 10 mm, determine el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.32 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.32 El volumen de una probeta de tensión es esencialmente constante mientras ocurre la deformación plástica. Si el diámetro inicial de la probeta es d1, demuestre que cuando el diámetro es d, la deformación unitaria real es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.31 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.31 Si 𝜖 es la “deformación unitaria ingenieril” de un modelo en tensión, demuestre que la deformación unitaria real es 𝜖t = ln(1 + 𝜖). Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.30 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.30 DLa carga vertical P se aplica en el centro A de la sección superior de un frustro de cono circular con altura h, radio mínimo a y radio máximo b. Si se denota con E el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.29 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.29 Un cable homogéneo de longitud L y sección transversal uniforme se cuelga de un extremo. a) Si se denota con ρ la densidad (masa por unidad de volumen) del cable y con E su módulo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.28 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.28 La longitud del alambre de acero de 3 32 in de diámetro CD ha sido ajustada de forma que, si no se aplica ninguna carga, existe una distancia de 1 16 in entre el extremo B…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.27 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.27 Cada uno de los eslabones AB y CD está hecho de aluminio (E = 10.9 × 106 psi) y tienen un área de sección transversal de 0.2 in2. Si se sabe que soportan al elemento rígido…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.26 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.26 Los elementos ABC y DEF están unidos mediante eslabones de acero (E = 200 GPa). Cada uno de los eslabones está hecho con un par de placas de 25 × 35 mm. Determine el cambio en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.25 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.25 El eslabón BD está hecho de latón (E = 105 GPa) y tiene un área en su sección transversal de 240 mm2. El eslabón CE está hecho de aluminio (E = 72 GPa) y tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.24 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.24 El marco de acero mostrado (E = 200 GPa) tiene un larguero diagonal BD con un área de 1 920 mm2. Determine la carga máxima permisible P si el cambio en la longitud del elemento BD…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.23 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.23 Los elementos AB y BC están hechos de acero (E = 29 × 106 psi) con áreas respectivas en sus secciones transversales de 0.80 in2 y 0.64 in2. Para las cargas mostradas, determine la elongación a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.22 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.22 Para la armadura de acero (E = 29 × 106 psi) y las cargas mostradas en la figura, determine las deformaciones de los elementos BD y DE, si se sabe que sus áreas de sección transversal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.21 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.21 Para la armadura de acero (E = 200 GPa) y las cargas mostradas en la figura, determine las deformaciones de los elementos AB y AD, si se sabe que sus áreas de sección transversal respectivas son…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.20 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.20 La varilla ABC está hecha de un aluminio para el que E = 70 GPa. Si se sabe que P = 6 kN y que Q = 42 kN, determine la deflexión de a) el punto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.19 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.19 Las dos porciones de la varilla ABC están hechas de un aluminio para el que E = 70 GPa. Si se sabe que la magnitud de P es de 4 kN, encuentre a) el valor de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.18 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.18 El tubo de latón AB (E = 105 GPa) tiene un área en su sección transversal de 140 mm2 y se fija mediante un tapón en A. El tubo está unido en B a una placa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.17 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.17 La probeta que se muestra en la figura fue cortada de una hoja de vinilo (E = 0.45 × 106 psi) con 1 4 in de espesor y está sometida a una carga de tensión de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.16 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.16 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 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.15 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.15 Una sola carga axial de magnitud P = 15 kips se aplica al extremo C de la varilla de acero ABC. Si se sabe que E = 30 × 106 psi, determine el diámetro d de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.14 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.14 El cable BC de 4 mm de diámetro es de un acero con E = 200 GPa. Si se sabe que el máximo esfuerzo en el cable no debe exceder 190 MPa y que la elongación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.13 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.13 La varilla BD está hecha de acero (E = 29 × 106 psi) y se utiliza para reforzar al elemento axialmente comprimido ABC. La máxima fuerza que puede desarrollarse en el elemento BD es de 0.02P.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.12 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.12 Una barra cuadrada hecha de latón amarillo no debe estirarse más de 2.5 mm cuando se somete a una carga de tensión. Si se sabe que E = 105 GPa y que la resistencia a la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.11 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.11 Un bloque de 10 in de longitud y de 1.8 × 1.6 in de sección transversal debe soportar una carga céntrica a compresión P. El material que se empleará es un bronce para el que E…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.10 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.10 Un hilo de nailon está sometido a una tensión de 10 N. Si se sabe que E = 3.2 GPa, que el esfuerzo normal permisible máximo es de 40 MPa y que la longitud del hilo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.9 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.9 Una varilla de acero de 4 m de largo no debe estirarse más de 3 mm y el esfuerzo normal no debe superar 150 MPa cuando la varilla esté sometida a una carga axial de 10…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.8 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.8 Un tubo de hierro fundido se usa para soportar una carga de compresión. Si se sabe que E = 10 × 106 psi y que el cambio permisible máximo en longitud es de 0.025%, determine a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.7 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.7 Una varilla de control hecha de acero con 5.5 ft de longitud no debe estirarse más de 0.04 in cuando se le aplica una carga de tensión de 2 kips. Si se sabe que E =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.6 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.6 Una barra de control hecha de latón amarillo no debe estirarse más de 3 mm cuando la tensión en el alambre sea de 4 kN. Si se sabe que E = 105 GPa y que el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.5 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.5 Un tubo de aluminio no debe estirarse más de 0.05 in cuando se le aplique una carga de tensión. Si se sabe que E = 10.1 × 106 psi y que el esfuerzo normal permisible máximo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.4 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.4 Dos marcas de calibración se colocan a una separación exacta de 250 mm en una varilla de aluminio, que tiene un diámetro de 12 mm, con E = 73 GPa y una resistencia última de 140…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.3 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.3 Un alambre de acero con longitud de 18 m y diámetro de 5 mm, debe usarse en la fabricación de una viga de concreto preesforzado. Se observa que el alambre se estira 45 mm al aplicarle…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.2 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.2 Un alambre de acero de 4.8 ft de largo y 1 4 in de diámetro se somete a una carga de tensión de 750 lb. Si se sabe que E = 29 × 106 psi, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2.1 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 2.1 Un hilo de nailon se somete a una fuerza de tensión de 8.5 N. Si se sabe que E = 3.3 GPa y que la longitud del hilo aumenta en 1.1%, determine a) el diámetro del…