Capítulo 03. Propiedades mecánicas de los materiales

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-44. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-44. El alambre AB de acero A-36 tiene un área en su sección transversal de 10 mm2 y está sin estirar cuando u = 45.0°. Determine la carga aplicada P requerida para causar que u = 44.9°. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-43. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-43. El perno de 8 mm de diámetro está hecho de una aleación de aluminio. Atraviesa una manga de magnesio que tiene un diámetro interior de 12 mm y un diámetro exterior de 20 mm. Si las longitudes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-42. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-42. La barra de DA es rígida y en un principio se mantiene en posición horizontal cuando el peso W se sostiene desde C. Si el peso ocasiona que B se desplace hacia abajo 0.025 pulg, determine la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-41. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-41. La piedra tiene una masa de 800 kg y su centro de gravedad en G. Descansa sobre una plataforma en A y un rodillo en B. La plataforma está fija al suelo y tiene una altura comprimida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-40. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-40. La cabeza H está conectada al cilindro de un compresor mediante seis pernos de acero. Si la fuerza de sujeción en cada perno es de 800 lb, determine la deformación normal en éstos. Cada perno tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-39. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-39.  La viga rígida descansa en posición horizontal sobre dos cilindros de aluminio 2014-T6 que tienen las longitudes sin carga que se muestran en la figura. Si cada cilindro tiene un diámetro de 30 mm, determine la distancia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-38. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-38. Un bloque cilíndrico corto de aluminio 6061-T6, con un diámetro original de 20 mm y una longitud de 75 mm, se coloca en una máquina de compresión y se aplasta hasta que la carga axial aplicada es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-37. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-37. . En la figura se muestra el diagrama s-P de las fibras elásticas que forman la piel y el músculo humanos. Determine el módulo de elasticidad de las fibras, estime su módulo de tenacidad y módulo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-36. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-36. En la figura se muestra la porción elástica del diagrama de esfuerzo-deformación a tensión para una aleación de aluminio. La probeta que se usa para el ensayo tiene una longitud calibrada de 2 pulg y un diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-35. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-35. En la figura se muestra la porción elástica del diagrama de esfuerzo-deformación a tensión para una aleación de aluminio. La probeta que se usa para el ensayo tiene una longitud calibrada de 2 pulg y un diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-34. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-34. Un resorte a cortante se hace con dos bloques de caucho, cada uno con una altura h, una anchura b y un espesor a. Los bloques están unidos a las tres placas como se muestra en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-33. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-33. El soporte consiste en tres placas rígidas, las cuales están conectadas entre sí mediante dos almohadillas de caucho colocadas simétricamente. Si se aplica una fuerza vertical de 5 N a la placa A, determine el desplazamiento vertical…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-32. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-32. Un resorte cortante se forma al unir el anillo de caucho con un anillo rígido fijo y un eje. Cuando se coloca una carga axial P sobre el eje, demuestre que la pendiente en el punto y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-31. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-31. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación cortante para una aleación de acero. Si un perno que tiene un diámetro de 0.75 pulg está hecho de este material y se utiliza en la junta de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-30. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-30. El bloque está hecho de titanio Ti-6A1-4V y se somete a una compresión de 0.06 pulg a lo largo del eje y, y su forma muestra una inclinación de u = 89.7°. Determine Px , Py y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-29. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-29. El bloque de aluminio tiene una sección transversal rectangular y está sometido a una fuerza axial de compresión de 8 kip. Si el lado de 1.5 pulg cambia su longitud a 1.500132 pulg, determine la razón de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-28. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-28. En la figura se muestra la porción elástica del diagrama de esfuerzo-deformación para una aleación de acero. La probeta de la que se obtuvo tenía un diámetro original de 13 mm y una longitud calibrada de 50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-27. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-27. En la figura se muestra la porción elástica del diagrama de esfuerzo-deformación para una aleación de acero. La probeta de la que se obtuvo tenía un diámetro original de 13 mm y una longitud calibrada de 50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-26. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-26. El bloque cilíndrico corto de aluminio 2014-T6, que tiene un diámetro original de 0.5 pulg y una longitud de 1.5 pulg, se coloca entre las quijadas lisas de una prensa de banco y se aprieta hasta que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-25. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-25. La barra de plástico acrílico tiene 200 mm de largo y 15 mm de diámetro. Si se le aplica una carga axial de 300 N, determine el cambio en su longitud y el cambio de su diámetro.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-24. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-24. El diagrama de esfuerzo-deformación para muchas aleaciones metálicas puede describirse de manera analítica mediante la ecuación de tres parámetros de Ramberg Osgood P=s>E+ksn, donde E, k y n se determinan a partir de mediciones tomadas del diagrama.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-23. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-23. Es posible reducir la rigidez del cloruro de polivinilo mediante la adición de plastificantes. En la siguiente figura se muestran los diagramas de esfuerzo-deformación para tres tipos de material que presentan este efecto. Especifique el tipo que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-22. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-22. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación para una resina de poliestireno. Si la viga rígida se sostiene por medio del puntal AB y el poste CD, ambos hechos de este material, determine la mayor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-21. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-21. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación para una resina de poliestireno. Si la viga rígida se sostiene por medio del puntal AB y el poste CD, ambos hechos de este material, y se somete…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-20. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-20. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación para un hueso, el cual puede describirse mediante la ecuación P = 0.45(10-6 ) s + 0.36(10-12) s3 , donde s está dada en kPa. Determine el módulo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-19. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-19. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación para un hueso, el cual puede describirse mediante la ecuación P = 0.45(10-6) s + 0.36(10-12) s3 , donde s está dada en kPa. Determine la resistencia a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-18. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-18. Un ensayo de tensión se realizó sobre una probeta hecha con una aleación de aluminio 2014-T6. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación resultante. Estime (a) el módulo de resiliencia y (b) el módulo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-17. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-17. Un ensayo de tensión se realizó sobre una probeta hecha con una aleación de aluminio 2014-T6. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación resultante. Estime (a) el límite de proporcionalidad, (b) el módulo de elasticidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-16. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-16. Determine la elongación de la barra hueca cuadrada cuando se somete a la fuerza axial P = 100 kN. Si esta fuerza axial se incrementa hasta P = 360 kN y después se retira, determine la elongación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-15. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-15. El tubo rígido se sostiene mediante un pasador en A y un alambre BD que es de acero A-36. Si el alambre tiene un diámetro de 0.25 pulg, determine la carga P si el extremo C se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-14. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-14. El tubo rígido se sostiene mediante un pasador en A y un alambre BD que es de acero A-36. Si el alambre tiene un diámetro de 0.25 pulg, determine cuánto se estira al aplicar una carga de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-13. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-13. Una barra con una longitud de 5 pulg y un área de sección transversal de 0.7 pulg2 se somete a una fuerza axial de 8000 lb. Si la barra se extiende 0.002 pulg, determine el módulo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-12. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-12. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo de formación para una aleación metálica que tiene un diámetro original de 0.5 pulg y una longitud calibrada de 2 pulg. Determine aproximadamente el módulo de resiliencia y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-11. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-11.  En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación para una aleación metálica que tiene un diámetro original de 0.5 pulg y una longitud calibrada de 2 pulg. Si la probeta se carga hasta un esfuerzo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-10. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-10. En la figura se muestra el diagrama de esfuerzo-deformación para una aleación metálica que tiene un diámetro original de 0.5 pulg y una longitud calibrada de 2 pulg. Determine aproximadamente el módulo de elasticidad para el material,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-9. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-9.  En la figura se muestra el diagrama s-P para un conjunto de fibras de colágeno de las que está compuesto un tendón humano. Si un segmento del tendón de Aquiles en A tiene una longitud de 6.5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-8. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-8. El puntal está soportado por un pasador en C y un alambre AB de retenida de acero A-36. Si el alambre tiene un diámetro de 0.2 pulg, determine cuánto se estira cuando la carga distribuida actúa sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-7. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-7. Un elemento estructural de un reactor nuclear está fabricado de cierta aleación de circonio. Si el elemento debe soportar una carga axial de 4 kips, determine el área requerida para su sección transversal. Use un factor de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-6. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-6. Una probeta tiene en un principio una longitud de 1 pie, un diámetro de 0.5 pulg y está sometida a una fuerza de 500 lb. Cuando la fuerza se incrementa de 500 a 1800 lb, la probeta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-5. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-5. Un ensayo de tensión se realizó con una probeta de acero que tenía un diámetro original de 12.5 mm y una longitud calibrada de 50 mm. Usando los datos que se presentan en la tabla, grafique el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-4. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-4. Un ensayo de tensión se realizó con una probeta que tenía un diámetro original de 12.5 mm y una longitud calibrada de 50 mm. Los datos se presentan en la tabla. Grafique el diagrama de esfuerzo-deformación y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-3. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-3. En la tabla se presentan datos tomados de un ensayo de esfuerzo-deformación para cierta cerámica. La curva es lineal entre el origen y el primer punto. Grafique el diagrama y determine el módulo de tenacidad aproximado. El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-2. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-2. En la tabla se presentan datos tomados de un ensayo de esfuerzo-deformación para cierta cerámica. La curva es lineal entre el origen y el primer punto. Grafique el diagrama y determine el módulo de elasticidad y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-1. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 3-1. Un cilindro de concreto que tiene un diámetro de 6.00 pulg y una longitud calibrada de 12 pulg se prueba a compresión. Los resultados del ensayo se reportan en la tabla de carga y contracción. Dibuje el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F3-12. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F3-12. Si la elongación del alambre BC es de 0.2 mm después de aplicar la fuerza P, determine la magnitud de P. El alambre es de acero A-36 y tiene un diámetro de 3 mm. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F3-12. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F3-12. Si la elongación del alambre BC es de 0.2 mm después de aplicar la fuerza P, determine la magnitud de P. El alambre es de acero A-36 y tiene un diámetro de 3 mm. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F3-11. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F3-11. El material para la probeta de 50 mm de largo tiene el diagrama de esfuerzo-deformación mostrado en la figura. Si se aplica la carga P = 150 kN y después se retira, determine la elongación permanente de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F3-10. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F3-10. El material para la probeta de 50 mm de largo tiene el diagrama de esfuerzo-deformación mostrado en la figura. Si P = 100 kN, determine la elongación de la probeta. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F3-9. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F3-9. Una barra de latón de 10 mm de diámetro tiene un módulo de elasticidad de E = 100 GPa. Si tiene una longitud de 4 m y está sometida a una carga axial a tensión de 6…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA F3-8. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER F3-8. Una barra tiene una longitud de 8 pulg y un área de sección transversal de 12 pulg2 . Determine el módulo de elasticidad de su material si está sometido a una carga axial a tensión de 10…