Capítulo 08. Esfuerzos principales bajo una carga dada

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.C7 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.C7 El tubo estructural que se muestra en la figura tiene una pared con espesor uniforme de 0.3 in. Se aplica una fuerza de 9 kips a una barra (que no se muestra en la figura) soldada…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.C5 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.C5 Escriba un programa para computadora que se pueda usar para calcular los esfuerzos normal y cortante en los puntos con coordenadas y y z dadas, localizados en la superficie de una pieza de máquina con sección…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.C4 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.C4 El eje sólido AB de longitud L, diámetro uniforme d y esfuerzo cortante permisible 𝜏perm, gira a una velocidad dada que se mide en rpm (figura P8. C4). Los engranes G1, G2,…, Gn están unidos al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.C3 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.C3 Los discos D1, D2,…, Dn están unidos, como se muestra en la figura 8.C3, al eje sólido AB de longitud L, diámetro uniforme d y esfuerzo cortante permisible 𝜏perm. Las fuerzas P1, P2,…, Pn son de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.C1 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.C1 Suponga que la fuerza cortante V y el momento flector M han sido determinados en cierta sección de una viga de acero laminado. Escriba un programa para computadora que calcule en dicha sección, a partir de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.76 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.76 La viga en voladizo AB se instalará de manera que el lado de 60 mm forme un ángulo β entre 0 y 90° con la vertical. Si se sabe que la fuerza vertical de 600 N…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.75 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.75 Si se sabe que el tubo estructural mostrado en la figura tiene una pared con espesor uniforme de 0.25 in, determine los esfuerzos normal y cortante en los tres puntos indicados. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.72 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.72 Se aplican fuerzas en los puntos A y B de la ménsula sólida de hierro fundido que se muestra en la figura. Si se sabe que la ménsula tiene un diámetro de 0.8 in, determine los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.71 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.71 Un resorte en espiral cerrada está hecho con un alambre circular de radio r que a su vez forma una hélice de radio R. Determine el esfuerzo cortante máximo producido por las dos fuerzas iguales y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.69 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.69 Una fuerza de 6 kips se aplica al elemento de máquina AB de la manera mostrada en la figura. Si se sabe que el elemento tiene un espesor uniforme de 0.8 in, determine los esfuerzos normal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.68 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.68 El eje sólido AB gira a 450 rpm y transmite 20 kW del motor M a las herramientas de máquina conectadas a los engranes F y G. Si se sabe que 𝜏perm = 55 MPa y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.67 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.67 Si se sabe que las varillas BC y CD tienen diámetros de 24 mm y 36 mm respectivamente, determine el esfuerzo cortante máximo en cada varilla. Desprecie el efecto de los filetes y de las concentraciones…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.66 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.66. Determine los diámetros mínimos permisibles para las varillas sólidas BC y CD que se muestran en la figura. Utilice 𝜏perm = 60 MPa y desprecie el efecto de los filetes y de las concentraciones de esfuerzo.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.65 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.65 a) Si se sabe que σperm = 24 ksi y 𝜏perm = 14.5 ksi, seleccione el perfil de patín ancho más económico que debe usarse para soportar la carga mostrada en la figura. b) Determine los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.64 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.64 Para el tubo y la carga del problema 8.63, determine los esfuerzos principales y el esfuerzo cortante máximo en el punto b. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.60 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.60 Se aplica una fuerza vertical P en el centro del extremo libre de una viga en voladizo AB. a) Si la viga se instala con el alma vertical (β = 0) y con su eje longitudinal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.59 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.59 Se aplica una fuerza P a una viga en voladizo por medio de un cable unido a un perno ubicado en el centro de su extremo libre. Si se sabe que P actúa en una dirección…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.58 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.58 Se aplican cuatro fuerzas a una viga de acero laminado W8 × 28, como se muestra en la figura. Determine los esfuerzos principales y el esfuerzo cortante máximo en el punto b. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.57 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.57 Se aplican cuatro fuerzas a una viga de acero laminado W8 × 28, como se muestra en la figura. Determine los esfuerzos principales y el esfuerzo cortante máximo en el punto a. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.55 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.55 Se aplican dos fuerzas P1 y P2 en direcciones perpendiculares al eje longitudinal de una viga W310 × 60, como se muestra en la figura. Si se sabe que P1 = 25 kN y P2 =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.54 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.54 Tres placas de acero, cada una de 13 mm de espesor, se sueldan para formar una viga en voladizo. Para las cargas que se muestran en la figura, determine los esfuerzos normal y cortante en los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.53 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.53 Tres placas de acero, cada una de 13 mm de espesor, se sueldan para formar una viga en voladizo. Para las cargas que se muestran en la figura, determinelos esfuerzos normal y cortante en los puntos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.52 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.52 Resuelva el problema 8.51, pero ahora suponga que la magnitud de la fuerza de 2.5 kN aumenta a 10 kN. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.51 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.51 Se aplican tres fuerzas al componente de máquina ABD como se muestra en la figura. Si se sabe que la sección transversal que contiene al punto H es un rectángulo de 20 × 40 mm, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.50 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.50 Resuelva el problema 8.49, pero ahora suponga que la magnitud de la fuerza de 6 000 lb se reduce a 1 500 lb. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.49 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.49 Se aplican dos fuerzas al pequeño poste BD como se muestra en la figura. Si se sabe que la porción vertical del poste tiene una sección transversal de 1.5 × 2.4 in, determine los esfuerzos principales,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.48 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.48 Resuelva el problema 8.47, pero ahora suponga que la fuerza de 750 N se dirige verticalmente hacia arriba. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES BEER…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.46 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.46 Resuelva el problema 8.45, pero ahora suponga que h = 12 in Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES BEER 5 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.44 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.44 Se aplica una fuerza vertical P de 60 lb de magnitud sobre el punto A de la manivela. Si se sabe que el eje BDE tiene un diámetro de 0.75 in, determine los esfuerzos principales y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.43 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.43 Se aplica una fuerza de 13 kN al poste de hierro fundido ABD de 60 mm de diámetro que se muestra en la figura. Determine, para el punto H, a) los esfuerzos y planos principales, b)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.41 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.41 Se aplican tres fuerzas a una placa de 4 in de diámetro unida al eje sólido AB con diámetro de 1.8 in. En el punto H, determine a) los esfuerzos y planos principales, b) el esfuerzo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.40 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.40 El tubo de acero AB tiene 100 mm de diámetro exterior y 8 mm de espesor de pared. Si se sabe que la tensión en el cable es de 40 kN, determine los esfuerzos normal y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.39 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.39 Se aplican varias fuerzas sobre el ensamble de tubos que se muestra en la figura. Si se sabe que el tubo tiene diámetros interior y exterior de 1.61 y 1.90 in, respectivamente, determine los esfuerzos normal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.36 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.36 El elemento AB tiene una sección transversal uniforme de 10 × 24 mm. Para la carga que se muestra en la figura, determine los esfuerzos normal y cortante en a) el punto H, b) el punto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.35 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.35 El elemento AB tiene una sección transversal uniforme de 10 × 24 mm. Para la carga que se muestra en la figura, determine los esfuerzos normal y cortante en a) el punto H, b) el punto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.34 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.34 El elemento AB tiene una sección transversal uniforme de 10 × 24 mm. Para la carga que se muestra en la figura, determine los esfuerzos normal y cortante en a) el punto H, b) el punto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.33 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.33 La viga en voladizo AB tiene una sección transversal rectangular de 150 × 200 mm. Si se sabe que la tensión en el cable BD es de 10.4 kN y se desprecia el peso de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.32 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.32 Se aplican dos fuerzas de 1.2 kips a un elemento de máquina AB en forma de L, como se muestra en la figura. Determine los esfuerzos normal y cortante en a) el punto d, b) el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.31 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.31 Se aplican dos fuerzas de 1.2 kips a un elemento de máquina AB en forma de L, como se muestra en la figura. Determine los esfuerzos normal y cortante en a) el punto a, b) el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.30 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.30 Resuelva el problema 8.29, pero ahora suponga que se extraen 30 hp en el engrane G y 30 hp en el engrane H. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.29 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.29 El eje sólido AE gira a 600 rpm y transmite 60 hp del motor M a las máquinas herramienta conectadas a los engranes G y H. Si se sabe que 𝜏perm = 8 ksi y que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.28 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.28 Suponga que el eje ABC del problema 8.27 es hueco y tiene un diámetro exterior de 50 mm, determine su máximo diámetro interior permisible. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.27 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.27 El eje sólido ABC y los engranes mostrados en la figura se utilizan para transmitir 10 kW del motor M a una máquina herramienta conectada al engrane D. Si se sabe que el motor gira a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.26 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.26 Resuelva el problema 8.25 suponiendo que el motor gira a 360 rpm. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES BEER 5 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.25 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.25 Los ejes sólidos ABC y DEF, así como los engranes que se muestran en la figura, se utilizan para transmitir 20 hp del motor M a una máquina herramienta conectada al eje DEF. Si se sabe…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.24 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.24 Resuelva el problema 8.23 suponiendo que el eje AB gira a 720 rpm. Solución: Solución 1: Canal       CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES BEER 5 EDICIÓN ¿Te sirvió el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.22 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.22 Suponga que las magnitudes de las fuerzas aplicadas a los discos A y C del problema 8.19 son, respectivamente, P1 = 1 080 lb y P2 = 810 lb; además use las expresiones dadas en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.21 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.21 En la sección 8.2 se estableció que los esfuerzos cortantes producidos en un eje por cargas transversales, generalmente son mucho más pequeños que los producidos por los pares de torsión. En los problemas precedentes se ignoró…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.20 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.20 Las dos fuerzas de 500 lb son verticales y la fuerza P es paralela al eje z. Si 𝜏perm = 8 ksi, determine el diámetro mínimo permisible del eje sólido AE. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES BEER & JOHNSTON 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.19 MECÁNICA DE MATERIALES BEER 8.19 La fuerza vertical P1 y la fuerza horizontal P2 se aplican a los discos soldados al eje sólido AD como se muestra en la figura. Si se sabe que el diámetro del eje es de 1.75…