esfuerzo normal
DESCRIPTION
mecanica de materialesTRANSCRIPT
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 1.
Un poste hecho de una barra maciza circular (véase la figura) sostiene
una carga P1=2500 Lb, que actúa en su punta. Una segunda carga P2
esta uniformemente distribuida en torno al escalón en B. los diámetros
de las partes superior e inferior del poste son dAB=1.25 in y dBC=2.25 in.
Respectivamente. A) calcule el esfuerzo normal σAB en la parte superior
del porte. B) si se desea que la parte inferior del porte tenga el mismo
esfuerzo de compresión que la parte superior, ¿Cuál debe ser la
magnitud de la carga P2?
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 2.
Calcule el esfuerzo de compresión σC en la
biela redonda (véase la figura) cuando se
aplica una fuerza P=40N al pedal del freno.
Suponga que la línea de acción de la fuerza
P es paralela a la biela, cuyo diámetro es de
5 mm, también las demás dimensiones
indicadas en la figura (50 mm y 225 mm) se
miden en dirección perpendicular a la línea
de acción de la fuerza P.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 3.
Una varilla de acero de 110 pies de longitud cuelga dentro de una torre
alta, y sostiene un peso de 200 lb en su extremo inferior (véase la figura).
Si el diámetro de la varilla redonda es de ¼ de pulgada, calcule el
esfuerzo normal máximo σmax en la varilla, teniendo en cuenta el peso de
la varilla misma. 𝛾 = 490 𝑙𝑏/𝑓𝑡3.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 4.
La figura de abajo muestra la sección
transversal de una pilastra de concreto que se
carga uniformemente en compresión. A)
determine el esfuerzo promedio de compresión
σC en el concreto si la carga es de 2500 klb. B)
determine las coordenadas 𝑥 y 𝑦 del punto
donde la carga resultante debe actuar para
producir un esfuerzo normal uniforme.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 5.
Un carro que pesa 130 kN cuando está
totalmente cargado es izado
lentamente cuesta arriba sobre una vía,
mediante un cable de acero (véase la
figura). El cable tiene un área
transversal efectiva de 490 𝑚𝑚2 y el
ángulo α de la pendiente es de 30°.
Calcule el esfuerzo de tensión en el
cable σ.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 6.
Dos alambres de acero, AB y BC,
sostienen una lámpara que pesa 18
lb (véase la figura). El alambre AB
forma un ángulo α=34° con la
horizontal y el alambre BC está a un
ángulo β=48°. Ambos alambres
tienen 30 mils de diámetro (los
diámetros de los alambres se
expresan con frecuencia de mils, o
milésima de pulgada). Determine los
esfuerzos de tensión σAB Y σBC en
los dos alambres.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 7.
Una grúa de carga está formada por una
viga e acero ABC soportada por un cable
BC, y está sometida a una carga P (véase
la figura siguiente). El cable tiene un área
transversal efectiva A=0.471 𝑖𝑛2. Las
dimensiones de la grúa son H=9 pies, L1 =
12 pies y L2 = 4 pies. Si la carga P=
9000 lb, ¿cuál es el esfuerzo de tensión
promedio en el cable?
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 8.
Una losa de concreto reforzado de 8 ft de lado y 9 in de
espesor se levanta con cuatro cables fijos a sus
esquinas, como se muestra en la figura. Los cables se
fijan a un gancho a un punto de 5 ft sobre la cara
superior de la losa. Cada cable tiene un área transversal
efectiva A=0.12 𝑖𝑛2. Determine el esfuerzo de tensión σ
en los cables, debido al peso de la losa de concreto.
𝛾 = 150 𝑙𝑏/𝑓𝑡3.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 9.
Una barra ABC que tiene dos secciones transversales de
areas diferentes esta cargada por una fuerza axial P=95 kip
(vease la figura). Ambas partes de la barra tienen seccion
transversal circular. Los diametros de las porciones AB y BC
de la barra son de 4 in y 2.5 in, respectivamente. Calcular los
esfuerzos normales 𝜎𝑎𝑏𝑦 𝜎𝑏𝑐 en cada porción de la barra.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 10.
Una barra horizontal CBD que tiene una
longitud de 2.4 m, se sostiene y carga como se
muestra en la figura. El miembro vertical AB
tiene un área de sección transversal de 550
𝑚𝑚2. Determinar la magnitud de la carga P tal
que produzca un esfuerzo normal igual a 40
MPa en el miembro AB.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 11.
Un alambre de aluminio de 80 m de longitud cuelga libremente bajo su propio
peso (véase la figura). Determinar el esfuerzo normal máximo 𝜎𝑚𝑎𝑥 en el
alambre, si se supone que el aluminio tiene un peso especifico de
𝛾 = 26.6 𝑘𝑁/𝑚3.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 12.
Un tubo hueco de diámetro interior d1=4 in y diámetro
exterior d2=4.5 in se comprime por una fuerza axial
P= 55 kip (véase la figura). Calcular el esfuerzo de
compresión medio 𝜎𝐶 en el tubo.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 13.
Una columna ABC para un edificio de dos pisos
se construye con un perfil cuadrado hueco
(véase la figura). Las dimensiones exteriores son
8 in x 8 in, y el espesor de pared es de 5/8 in. La
carga del techo en la parte superior de la
columna es 𝑃1 = 80 𝑘𝑙𝑏 y la carga del piso a la
mitad de la columna es de 𝑃2 = 100 𝑘𝑙𝑏.
determinar los esfuerzos de compresión
𝜎𝑎𝑏 𝑦 𝜎𝑏𝑐 en ambas porciones de la columna
debido a esas cargas.
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 14.
La figura muestra la sección transversal
de un pedestal de concreto cargado a
compresión. A) determinar las
coordenadas 𝑥 y 𝑦 del punto donde debe
aplicarse la carga a fin de producir una
distribución uniforme de esfuerzos. B)
¿Cuál es la magnitud del esfuerzo a
compresión 𝜎𝐶 si la carga es igual a 20
MN?
MECÁNICA DE MATERIALES. ESFUERZO NORMAL.
Problema 15.
Un conjunto de puntal y cable ABC (véase la figura) sostiene
una carga vertical P=15 kN. El cable tiene una sección
transversal efectiva de 120 𝑚𝑚2 y el puntal un área de 250
𝑚𝑚2. A) calcular los esfuerzos normales 𝜎𝑎𝑏 𝑦 𝜎𝑏𝑐 en el
cable y en el puntal e indicar si son de tensión o de
compresión.