Esfuerzo Normal

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 P 2 esta uniformemente distribuida en torno al escalón en B. los diámetros de las partes superior e inferior del poste son d AB=1.25 in y dBC=2.25 in. Respectivamente. A) calcule el esfuerzo normal σ AB 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 P 2?


Problema 2.

Calcule el esfuerzo de compresión σ C 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.


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.  = 490 /  3 .


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  y  del punto donde la carga resultante debe actuar para producir un esfuerzo normal uniforme.


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 2 y el ángulo α de la pendiente es de 30° . Calcule el esfuerzo de tensión en el cable σ.


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 σ AB Y σBC en los dos alambres.


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 2 . Las dimensiones de la grúa son H=9 pies, L 1 = 12 pies y L2 = 4 pies. Si la carga P= 9000 lb, ¿cuál es el esfuerzo de tensión promedio en el cable?


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 2 . Determine el esfuerzo de tensión σ en los cables, debido al peso de la losa de concreto.  = 150 /  3 .


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    en cada porción de la barra.


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 2 . Determinar la magnitud de la carga P tal que produzca un esfuerzo normal igual a 40 MPa en el miembro AB.


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  en el alambre, si se supone que el aluminio tiene un peso especifico de  = 26.6 /3 .


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  en el tubo.


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 1 = 80  y la carga del piso a la mitad de la columna es de 2 = 100 . determinar los esfuerzos de compresión    en ambas porciones de la columna debido a esas cargas.


Problema 14.

La figura muestra la sección transversal de un pedestal de concreto cargado a compresión. A) determinar las coordenadas  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  si la carga es igual a 20 MN?


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 2 y el puntal un área de 250 2 . A) calcular los esfuerzos normales    en el cable y en el puntal e indicar si son de tensión o de compresión.

Esfuerzo Normal

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