UNIVERSIDAD DIEGO PORTALESFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Industrial

ASIGNATURA: RESISTENCIA DE MATERIALES

GUÍA N° 1: ESFUERZOS Y DEFORMACIONES NORMALES

1.- Sabiendo que la fuerza en la barra articulada AB es 27 kN (tensión), hallar (a) eldiámetro d del pasador para el cual el esfuerzo cortante medio es 100 MPa, (b) eltamaño b de la barra para la cual el valor máximo del esfuerzo normal medio será de120 MPa, (c) el esfuerzo de apoyo correspondiente en la barra.

2.- Determine el esfuerzo normal en las varillas AD y AB si el área de sus seccionestransversales es de 2 pul2.

3.- Determine el área de las secciones transversales necesarias para las barras CD y AB si elesfuerzo admisible a la tracción es de 1200 kgf/cm2.

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4.- Sabiendo que, cuando la carga alcanzó el valor indicado, el elemento de madera fallópor cortante a lo largo de la superficie mostrada por línea punteada, determinar elesfuerzo cortante medio en la superficie de falla.

5.- Para unir dos placas se utiliza un solo roblón, como se ve en la figura. Si el diámetro delroblón es de 2 cm, el espesor de cada una de las placas 1,5 cm y la carga P de 3000 kgf,determine (a) el esfuerzo cortante promedio en el roblón y (b) el esfuerzo de apoyo en lasplacas.

6.- Determinar el esfuerzo normal en los puntos medios de las varillas AB, BC y CD.

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7.- Una carga axial de 40 kN es aplicada a un poste corto de madera, soportado por una zapata dehormigón que reposa en suelo no perturbado. Hallar (a) el máximo esfuerzo de apoyo en lazapata de hormigón, (b) el tamaño de la zapata para que el esfuerzo de apoyo promedio sobre elsuelo sea de 145 kPa.

8.- Determine el alargamiento total de la barra mostrada en la figura, si el módulo deelasticidad es 26 cm/kgf10x1,2E = . El área de la sección transversal es de 6 cm2.

9.- La barra homogénea AB (de peso despreciable ) soporta una fuerza de 2 kN. La barraestá sostenida por un perno de 20 mm de diámetro (en B) y un cable de 10 mm dediámetro (CD). Determine (a) el esfuerzo normal en el cable CD y (b) el esfuerzocortante promedio en el perno en B.

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10.- Todas las barras de la armadura articulada de la figura tienen una sección de 30 mmpor 60 mm. Determine la máxima carga P que puede aplicarse sin que los esfuerzos noexcedan de 100 MPa en tensión ni de 80 MPa en compresión.

11.- Despreciando el rozamiento, (a) determine la dimensión b si el esfuerzo cortanteadmisible es de 900 kPa. (b) Calcule también la dimensión c si el esfuerzo de contactono debe exceder de 7 MPa.

12.- Un tubo de acero se encuentra rígidamente sujeto por un perno de aluminio y por otrode bronce, tal como se muestra en la figura. Las cargas axiales se aplican en los puntosindicados. Calcule el máximo valor de P que no exceda un esfuerzo de 80 MPa en elaluminio; de 150 MPa en el acero; o de 100MPa en el bronce.

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13.- Un tornillo de 22,2 mm de diámetro exterior y de 18,6 mm en el fondo de la rosca,sujeta dos piezas de madera, como se indica en la figura. Se aprieta la tuerca hasta tenerun fuerza de 34 kN en el tornillo. (a) Calcule el esfuerzo cortante en la cabeza delmismo y en la rosca. (b) Determine también el diámetro exterior de las arandelas si elinterior es de 28 mm y el esfuerzo de aplastamiento admisible en la madera es de 6MPa.

14.- Determine la carga en cada varilla si P = 30kN, suponiendo que ellas son del mismomaterial y tienen igual sección transversal. Desprecie el peso de la viga.

15.- Se utilizan tres cables de acero idénticos para colgar una platina mostrada. Sabiendoque inicialmente los cables están exentos de tensión, calcule la fuerza que soportarán alaplicar una carga P = 500 N.

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16.- Halle el valor de la fuerza P, si la deflexión del punto de aplicación de la fuerza P estalimitada a 0,5mm. El diámetro del cable es de 5 mm y la viga es rígida sin peso.

17.- Un cilindro de acero y un tubo de aluminio están comprimidos entre los platos de unaprensa. Determine los esfuerzos en el acero y en el aluminio, si P = 50 kN, d = 100 mm,D = 200 mm. Eacero= 200 GPa y Ealuminio= 70 GPa.

18.- Las varillas de acero BE y CD tienen 16mm de diámetro ( E = 200 GPa ); sus extremostienen rosca simple con un paso de 2,5 mm. Sabiendo que después de ser ajustada altope, la tuerca C es apretada en una vuelta, hallar (a) la tracción de la barra CD, (b) ladeflexión del punto C del elemento rígido ABC.

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19.- Un alambre de acero de 15 m de longitud que cuelga verticalmente soporta una cargade 1500 N. Determine el diámetro necesario, despreciando el peso del alambre, si elesfuerzo no debe exceder de 140 MPa y el alargamiento debe ser inferior a 5 mm.Supóngase E = 200 GPa.

20.- La barra rígida AB, sujeta a dos varillas verticales como se muestra en la figura, estáen posición horizontal antes de aplicar la carga P. Si P = 50 kN, determine a quédistancia de A debe colocarse la carga P para que la barra permanezca horizontal.

21.- Un tubo de aluminio, de 1,20 m de longitud y 1100 mm2 de sección, descansa en unsoporte fijo en A. La varilla de acero BC de 15 mm de diámetro cuelga de una barrarígida que descansa sobre el tubo en B. Sabiendo que el módulo de elasticidad es de 200GPa para el acero y de 70 GPa para el aluminio, hallar (a) el esfuerzo normal en el tuboy en la varilla y (b) la deflexión de C cuando P = 60 kN.