Capítulo 05. Torsión

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-143 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-143 El tubo de aluminio tiene un espesor de 5 mm y las dimensiones externas mostradas en su sección transversal. Determine el esfuerzo cortante máximo promedio en el tubo. Si el tubo tiene una longitud de 5 m,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-142 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-142 La flecha de 60 mm de diámetro gira a 300 rpm. Este movimiento es causado por las desiguales tensiones en la banda de la polea de 800 N y 450 N. Determine la potencia transmitida y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-141 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-141 El material de que está hecha cada una de tres flechas tiene un esfuerzo de fluencia de Y y un módulo de cortante de G. Determine qué geometría para la flecha resistirá el mayor par de torsión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-140 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-140 La flecha sólida AB unida a la cruceta está hecha de latón rojo C83400. Determine el diámetro más pequeño de la flecha de modo que el ángulo de torsión no pase de 0.5° y el esfuerzo cortante…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-139 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-139  Si la flecha sólida AB a la cual está unida la cruceta es de latón rojo C83400 y tiene un diámetro de 10 mm, determine las fuerzas máximas del par que puede aplicarse a la cruceta antes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-138 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-138  Si la flecha sólida AB a la cual está unida la cruceta es de latón rojo C83400 y tiene un diámetro de 10 mm, determine las fuerzas máximas del par que puede aplicarse a la cruceta antes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-137 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-137 El tubo perforador de un pozo petrolero está hecho de acero y tiene un diámetro exterior de 4.5 pulg y un espesor de 0.25 pulg. Si el tubo está girando a 650 rpm al ser impulsado por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-136 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-136 El tubo tiene un diámetro exterior de 0.75 pulg y un diámetro interior de 0.68 pulg. Si está firmemente sujetado a la brida en B, determine la distribución del esfuerzo cortante a lo largo de una línea…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-135 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-135 El tubo tiene un diámetro exterior de 0.75 pulg y un diámetro interior de 0.68 pulg. Si está firmemente sujetado a la brida, determine la distribución del esfuerzo cortante a lo largo de la altura del tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-134 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-134 Considere un tubo de pared delgada de radio medio r y espesor t. Demuestre que el esfuerzo cortante máximo en el tubo debido a un par de torsión T tiende al esfuerzo cortante promedio calculado con la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-133 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-133 Se aplica un par de torsión a la flecha de radio r. Si el material tiene una relación esfuerzo cortante-deformación unitaria dada por  k1/6, donde k es una constante, determine el esfuerzo cortante máximo en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-132 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-132 La flecha está sometida a una deformación unitaria cortante máxima de 0.0048 rad. Determine el par de torsión aplicado a la flecha si el material se endurece por deformación de acuerdo con el diagrama de esfuerzo-deformación unitaria…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-131 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-131 Una flecha de 1.5 pulg de diámetro está hecha con un material cuyo comportamiento elastoplástico se muestra en la figura. Determine el radio de su núcleo elástico al someterla a un par T  200 lbpie. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-130 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-130 La flecha sólida está hecha con un material cuyo comportamiento elastoplástico se muestra en la figura.Determine el par de torsión T necesario para formar un núcleo elástico en la flecha con radio Y  23 mm. ¿Qué…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-129 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-129 El tubo de 2 m de longitud está hecho con un material con el comportamiento elastoplástico mostrado en la figura. Determine el par de torsión T aplicado que somete al material en el borde exterior del tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-128 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-128 El diagrama de esfuerzo-deformación unitaria cortante para una flecha sólida de 50 mm de diámetro puede representarse por el diagrama dado en la figura. Determine el par de torsión requerido para generar un esfuerzo cortante máximo en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-127 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-127 La flecha tubular está hecha con un material endurecido por deformación con un diagrama - como el mostrado. Determine el par de torsión T que debe aplicarse a la flecha para que la deformación cortante unitaria máxima…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-126 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-126 La flecha está hecha con un material endurecido por deformación con un diagrama - como el mostrado. Determine el par de torsión T que debe aplicarse a la flecha para generar un núcleo elástico con radio c0.5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-125 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-125 La flecha consiste en dos secciones rígidamente conectadas entre sí. Si el material tiene un comportamiento elastoplástico como el mostrado, determine el par de torsión Tmás grande que puede aplicarse a la flecha.También dibuje la distribución del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-124 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-124 El tubo de 2 m de longitud está hecho de un material con comportamiento elastoplástico como el mostrado. Determine el par de torsión T aplicado que somete el material del borde exterior del tubo a una deformación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-123 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-123 Una flecha de radio c  0.75 pulg está hecha de un material con el comportamiento elastoplástico mostrado en la figura. Determine el par de torsión T que debe aplicarse en sus extremos para que se genere…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-122 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-122 Una barra con sección transversal circular con 3 pulg de diámetro está sometida a un par de torsión de 100 pulg  klb. Si el material es elastoplástico con Y  16 klb/pulg2, determine el radio del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-121 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-121  Determine el par de torsión necesario para torcer un alambre corto de 2 mm de diámetro varias vueltas si está hecho de acero elastoplástico con esfuerzo de fluencia Y  50 MPa. Suponga que el material se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-120 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-120 Una flecha sólida tiene diámetro de 40 mm y longitud de 1 m. Está hecha de un material elastoplástico con esfuerzo de fluencia Y  100 MPa. Determine el par de torsión TY máximo elástico y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-119 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-119 Determine el par de torsión necesario para torcer un alambre corto de 3 mm de diámetro varias vueltas si está hecho de acero con comportamiento elastoplástico y esfuerzo de fluencia Y  80 MPa. Suponga que el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-118 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-118  Una flecha sólida con diámetro de 2 pulg está hecha de un material elastoplástico con esfuerzo de fluencia Y16 klb/pulg2 y módulo cortante G12(103) klb/pulg2. Determine el par de torsión requerido para desarrollar un núcleo elástico en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-117 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-117 Una flecha sólida está sometida al par de torsión T que ocasiona que el material fluya. Si el material es elastoplástico, demuestre que el par puede expresarse en términos del ángulo de torsión  de la flecha…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-116 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-116 El acero usado para la flecha tiene un esfuerzo cortante permisible perm  8 MPa. Si los miembros están conectados mediante un filete de soldadura de radio r  2.25 mm, determine el par de torsión T…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-115 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-115 La flecha compuesta está diseñada para girar a 540 rpm. Si el radio del filete que conecta las flechas es r7.20 mm y el esfuerzo cortante permisible del material es perm  55 MPa, determine la potencia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-114 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-114 La flecha compuesta está diseñada para girar a 720 rpm mientras transmite 30 kW de potencia girando a 720 rpm. ¿Es esto posible? El esfuerzo cortante permisible es perm 12 MPa. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-113 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-113 El conjunto está sometido a un par de torsión de 710 lbpulg. Determine el radio del filete de menor tamaño que puede usarse para transmitir el par si el esfuerzo cortante permisible del material es perm …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-112 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-112 La flecha se usa para transmitir 0.8 hp girando a 450 rpm. Determine el esfuerzo cortante máximo en la flecha. Los segmentos están conectados por medio de un filete de soldadura con radio de 0.075 pulg. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-111 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-111 La flecha de acero está hecha de dos segmentos, AB y BC, conectados por medio de un filete de soldadura con radio de 2.8 mm. Determine el esfuerzo cortante máximo desarrollado en la flecha. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-110 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-110 Para un esfuerzo cortante máximo dado, determine el factor en que se incrementa la capacidad de tomar un par de torsión si la sección semicircular se invierte de la posición punteada a la sección mostrada. El tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-109 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-109 Debido a la fabricación, el círculo interior del tubo es excéntrico con respeto al círculo exterior. ¿En qué porcentaje se reduce la resistencia torsional cuando la excentricidad e es igual a un cuarto de la diferencia de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-108 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-108  El tubo exagonal de plástico está sometido a un par de torsión de 150 N  m. Determine la dimensión media a de sus lados si el esfuerzo cortante permisible es perm  60 MPa. Cada lado…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-107 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-107 El tubo simétrico está hecho de un acero de alta resistencia con las dimensiones medias mostradas y con un espesor de 5 mm. Determine el esfuerzo cortante promedio desarrollado en los puntos A y B cuando se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-106 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-106 Una porción del fuselaje de un avión puede aproximarse por la sección transversal mostrada. Si el espesor de su pared de aluminio 2014-T6 es de 10 mm, determine el par de torsión máximo T que puede aplicarse…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-105 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-105 El tubo está hecho de plástico, tiene 5 mm de espesor y las dimensiones medias son las mostradas. Determine el esfuerzo cortante promedio en los puntos A y B cuando el tubo está sometido al par de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-104 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-104 El tubo de acero tiene una sección transversal elíptica con las dimensiones medias mostradas y un espesor constante t  0.2 pulg. Si el esfuerzo cortante permisible es perm  8 klb/pulg2 y el tubo debe resistir…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-103 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-103 El tubo está hecho de plástico, su pared es de 5mm de espesor y tiene las dimensiones medias mostradas. Determine el esfuerzo cortante promedio en los puntos A y B cuando está sometido al par de torsión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-102 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-102 Se aplica un par de torsión de 2 klb  pulg al tubo que tiene un espesor de 0.1 pulg en su pared. Determine el esfuerzo cortante promedio en el tubo. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-101 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-101 Determine el par de torsión T que puede aplicarse al tubo rectangular si el esfuerzo cortante promedio no debe exceder de 12 klb/pulg2. Desprecie las concentraciones de esfuerzos en las esquinas. Se muestran las dimensiones medias del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-100 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-100 Determine el espesor constante del tubo rectangular si el esfuerzo cortante promedio no debe exceder de 12 klb/pulg2 cuando se aplica un par de torsión T  20 klb  pulg al tubo. Desprecie las concentraciones de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-99 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-99 El tubo de plástico está sometido a un par de torsión de 150 N  m. Determine el esfuerzo cortante promedio en el tubo si la dimensión media a  200 mm. Cada lado tiene un espesor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-98 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-98 El tubo de plástico está sometido a un par de torsión de 150 N  m. Determine la dimensión media a de sus lados si el esfuerzo cortante permisible perm  60 MPa. Cada lado tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-97 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-97 Se aplica un par de torsión T a dos tubos con las secciones transversales mostradas. Compare el flujo de cortante desarrollado en cada tubo. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-96 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-96 Se quiere fabricar una barra circular para resistir un par de torsión; sin embargo, la barra resulta con sección transversal elíptica durante el proceso de manufactura, con una dimensión más pequeña que la otra por un factor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-95 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-95 La flecha de aluminio está empotrada en sus extremos A y B. Determine las reacciones en los empotramientos cuando se somete a un par de torsión de 80 lbpie en C. La flecha tiene sección transversal cuadrada…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-94 MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 5-94 La flecha de sección cuadrada se usa en el extremo de un cable impulsor con el fin de registrar la rotación del cable en un aparato medidor. Si tiene las dimensiones mostradas y está sometida a un…