Capítulo 04. Carga axial

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-62. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-62. Si se sabe que el esfuerzo permisible para la viga mostrada es de 90 MPa, determine el momento flector permisible M cuando el radio r de los filetes es a) 8 mm, b) 12 mm. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-61. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-61. Si se sabe que M = 250 N · m, determine el esfuerzo máximo en la viga mostrada cuando el radio r de los filetes es a) 4 mm, b) 8 mm. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-60. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-60. Se fabrica una viga rectangular de un material para el cual el módulo de elasticidad es Et a tensión y Ec a compresión. Demuestre que la curvatura de la viga a flexión pura es 1 𝜌 =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-59. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-59. La viga rectangular mostrada es de plástico para la cual el valor de módulo de elasticidad a tensión es de la mitad del valor a compresión. Para un momento flector M = 600 N · m, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-58. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-58. Un tubo de acero y un tubo de aluminio se unen firmemente para formar la viga compuesta mostrada. El módulo de elasticidad es de 200 GPa para el acero y de 70 GPa para el aluminio. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-57. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-57. La viga compuesta mostrada se formó uniendo una varilla de latón y una varilla de aluminio de sección transversal semicircular. El módulo de elasticidad es de 15 × 106 psi para el latón y de 10 ×…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-56. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-56. Cinco tiras de metal, cada una de 0.5 × 1.5 in. de sección transversal, se unen para formar la viga compuesta mostrada. El módulo de elasticidad es de 30 × 106 psi para el acero, y de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-55. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-55. Cinco tiras de metal, cada una de 0.5 × 1.5 in. de sección transversal, se unen para formar la viga compuesta mostrada. El módulo de elasticidad es de 30 × 106 psi para el acero, y de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-54. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-54. Para la viga de concreto mostrada, el módulo de elasticidad es de 25 GPa para el concreto y de 200 GPa para el acero. Si se sabe que b = 200 mm y d = 450 mm,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-53. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-53. Se dice que el diseño de una viga de concreto reforzado está balanceado si los esfuerzos máximos en el acero y el concreto son iguales, respectivamente, a los esfuerzos permisibles σs y σc. Demuestre que para obtener…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-52. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-52. Una viga de concreto se refuerza con tres varillas de acero colocadas como se muestra. el módulo de elasticidad es de 3 × 106 psi para el concreto y de 29 × 106 psi para el acero.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-51. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-51. Si se sabe que el momento flector en la viga de concreto reforzado es de +100 kip · ft y que el módulo de elasticidad es de 3.625 × 106 psi para el concreto y de 29…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-50. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-50. Resuelva el problema 4.49, suponiendo que el ancho de 300 mm se incrementa a 350 mm. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 8 EDICIÓN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-49. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-49. La viga de concreto reforzado mostrada se somete a un momento flector positivo de 175 kN · m. Si se sabe que el módulo de elasticidad es de 25 GPa para el concreto y de 200 GPa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-48. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-48. Resuelva el problema 4.47, suponiendo que la separación de las varillas de acero de 5 8 in de diámetro se incrementa a 7.5 in. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-47. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-47. Una losa de concreto se refuerza con varillas de acero de 5 8 in, colocadas a 5.5 in, una de otra. El módulo de elasticidad es de 3 × 106 psi para el concreto y de 29…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-46. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-46. Si la distancia entre C y la pared rígida en D es en un principio de 0.15 mm, determine las reacciones de apoyo en A y D cuando se aplica la fuerza P = 200 kN. El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-45. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-45. El perno tiene un diámetro de 20 mm y pasa a través de un tubo con un diámetro interior de 50 mm y un diámetro exterior de 60 mm. Si el perno y el tubo están hechos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-44. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-44. Los dos tubos están hechos del mismo material y se encuentran conectados como lo muestra la figura. Si el área de la sección transversal de BC es A y la del CD es de 2A, determine las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-43. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-43. El ensamble consta de dos barras AB y CD de una aleación de latón rojo C83400 con un diámetro de 30 mm, una barra EG de aleación de acero inoxidable 304 con un diámetro de 40 mm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-42. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-42. El poste de concreto se refuerza usando seis barras de acero A-36. Si el poste se somete a una fuerza axial de 900 kN, determine el diámetro requerido para cada varilla de manera que una quinta parte…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-41. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-41.  El poste de concreto se refuerza usando seis barras de acero, cada una con un diámetro de 20 mm. Determine el esfuerzo en el concreto y el acero si el poste está sometido a una carga axial…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-40. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-40. El elemento rígido se mantiene en la posición mostrada mediante las tres barras de sujeción fabricadas de acero A-36. Cada barra tiene una longitud sin estirar de 0.75 m y un área en su sección transversal de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-39. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-39. La columna de acero A-36 que tiene un área transversal de 18 pulg2 , está ahogada en concreto de alta resistencia como se muestra en la figura. Si se aplica una fuerza axial de 60 kip sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-38. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-38. La columna de acero A-36 que tiene un área transversal de 18 pulg2 , está ahogada en concreto de alta resistencia como se muestra en la figura. Si se aplica una fuerza axial de 60 kip sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-37. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-37. La barra compuesta consta de un segmento AB de acero A-36 con un diámetro de 20 mm y segmentos finales DA y CB de latón rojo C83400 con un diámetro de 50 mm. Determine el desplazamiento de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-36. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-36. La barra compuesta consta de un segmento AB de acero A-36 con un diámetro de 20 mm y segmentos finales DA y CB de latón rojo C83400 con un diámetro de 50 mm. Para cada segmento, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-35. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-35. El poste A de acero inoxidable 304 está rodeado por el tubo B de latón rojo C83400. Ambos descansan sobre una superficie rígida. Si se aplica una fuerza de 5 kip sobre la tapa rígida, determine el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-34. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-34. El poste A de acero inoxidable 304 tiene un diámetro d = 2 pulg y está rodeado por el tubo B de latón rojo C83400. Ambos descansan sobre una superficie rígida. Si se aplica una fuerza de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-33. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-33. El tubo de acero se llena con concreto y se somete a una fuerza de compresión de 80 kN. Determine el esfuerzo normal promedio en el concreto y el acero debido a esta carga. El tubo tiene…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-32. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-32. La columna está hecha de concreto de alta resistencia y seis varillas de refuerzo de acero A-36. Si la columna se somete a una fuerza axial de 30 kips, determine el diámetro requerido de cada varilla de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-31. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-31. La columna está hecha de concreto de alta resistencia y seis varillas de refuerzo de acero A-36. Si la columna se somete a una fuerza axial de 30 kip, determine el esfuerzo normal promedio en el concreto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-30. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-30. El peso del cargamento ejerce una fuerza axial de P = 1500 kN sobre el pilote enterrado de concreto de alta resistencia que tiene un diámetro de 300 mm. Si la distribución de la fricción de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-29. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-29. El soporte mostrado se hizo cortando los dos lados opuestos de una esfera con radio r0 . Si la altura original del soporte es r0>2, determine qué tanto se acorta éste al soportar una carga P. El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-28. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-28. El pedestal está hecho de modo que tiene un radio definido por la función r = 2 (2 + y1>2 ) pies, donde y está dado en pies. Si el módulo de elasticidad del material es E…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-27. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-27. La barra circular tiene un radio variable de r = r0eax y está fabricada de un material con módulo de elasticidad E. Determine el desplazamiento del extremo A cuando se somete a la fuerza axial P. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-26. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-26. La fundición está fabricada de un material que tiene un peso específico g y un módulo de la elasticidad E. Si tiene la forma de una pirámide cuyas dimensiones se muestran en la figura, determine qué tanto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-25. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-25. Determine la elongación del elemento de acero A-36 cuando se somete a una fuerza axial de 30 kN. El elemento tiene 10 mm de espesor. Utilice el resultado del problema 4-24. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-24. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-24. Determine el desplazamiento relativo de un extremo de la placa ahusada con respecto al otro extremo cuando se somete a una carga axial P. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-23. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-23. La barra tiene un ligero ahusamiento y una longitud L. Se suspende del techo y soporta una carga P en su extremo. Demuestre que el desplazamiento de su extremo debido a esta carga es de d =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-22. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-22. Una tubería colgante soportada por el ensamble mostrado en la figura consta de dos resortes que están en un principio sin estirar y tienen una rigidez de k = 60 kN>m, tres barras de acero inoxidable 304,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-21. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-21..Una tubería colgante soportada por el ensamble mostrado consta de dos resortes que están en un principio sin estirar y tienen una rigidez de k = 60 kN>m, tres barras de acero inoxidable 304, AB y CD, con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-20. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-20. La barra rígida se sostiene mediante una varilla CB, la cual está conectada con pasadores, tiene un área en su sección transversal de 500 mm2 y está fabricada de acero A-36. Determine el desplazamiento vertical de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-19. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-19. El ensamble consiste en dos barras de acero A-36 y una barra rígida BD. Cada una de ellas tiene un diámetro de 0.75 pulg. Si se aplica una fuerza de 10 kip sobre la barra, determine el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-18. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-18. El ensamble consiste en dos barras de acero A-36 y una barra rígida BD. Cada una de ellas tiene un diámetro de 0.75 pulg. Si se aplica una fuerza de 10 kip sobre la barra como se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-17. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-17. El sistema de eslabones está hecho de dos elementos de acero A-36 conectados mediante pasadores, cada uno de los elementos tiene un área transversal de 1.5 pulg2 Determine la magnitud de la fuerza P necesaria para desplazar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-16. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-16. El sistema de eslabones está hecho de dos elementos de acero A-36 conectados mediante pasadores, cada uno de los elementos tiene un área transversal de 1.5 pulg2 Si se aplica una fuerza vertical de P = 50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-15. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-15. El poste está fabricado de abeto Douglas y tiene un diámetro de 60 mm. Si está sometido a la carga de 20 kN y el suelo proporciona una resistencia a la fricción que se distribuye de manera…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-13. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-13. La barra tiene una longitud L y un área A en su sección transversal. Determine la elongación de la barra debida a la fuerza P y a su propio peso. El material tiene un peso específico g…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE MATERIALES – HIBBELER 8 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 4-14. MECÁNICA DE MATERIALES HIBBELER 4-14. El poste está fabricado de abeto Douglas y tiene un diámetro de 60 mm. Si está sometido a la carga de 20 kN y el suelo proporciona una resistencia a la fricción de w = 4 kN>m…