PROBLEMARIO 2

UNIVE UNIVERSI RSIDA DAD D DE GU GUAD ADALA ALAJAR JARA A Centro Universitario de la Costa

PROB PROBLEM LEMAR ARIO IO Mater Materia: ia: Física Física II Profesor: GILDO HERNANDEZ FRANCISCO JAVIER

B

Nombre  ____________________________  ___________________________________________ _____________________________ ____________________________ __________________________ _______________  ___  Grado  ________Grupo________Turno_  ________Grupo________Turno________Fecha__ _______Fecha____________Ac __________Aciertos_____________C iertos_____________Cal.__________  al.__________   ____  1.- Determinar la localización del centroide de las áreas indicadas. a) 160 mm

200 mm

100 mm

R. y 169 mm mm de la base de la parte inferior   b)

200 mm

50 mm

150mm

100 mm

c) 8”

2”

4”

4”

R.

7”

x = 5.8 plg. Desde el extremo izquierdo; y = 3.3 plg de la base de la parte inferior 

d) C 8 x 11.5

W 8 x 17

R.

y = 5.6 plg de la base de la parte inferior

e) ¾“

8”

¾“ 6“

f) 240 mm

60 mm

240 mm

30 mm

30 mm

120 mm

3.- Determinar los esfuerzos en las fibras extremas de las vigas indicadas. a) 2500 N

D = 40 mm

Placa 8 X ¾ “

0.6 m

R. f¨= 128 MPa

0.7 m

 b) 100 mm W = 2 000 N/m 240 mm

4m

c) P = 550 N 40 mm

50 mm

0.8 m

R. f¨= 60 MPa

d) 5 000 lb

5 000 lb

W 14 X 30

6‘

8‘

6‘

e)

W = 2 lb/pie

C 10 X 15.3

16’

R. f¨ = 19.1 Klb/plg2

4.- Determinar los esfuerzos en las fibras extremas, superiores e inferiores de las vigas indicadas.

6. Una viga simplemente apoyada AB de claro L = 22 pies. Soporta una carga uniforme de w = 1.5 klb/ft y una carga concentrada P = 12 klb. La carga uniforme incluye el peso de la viga. La carga concentrada actúa en un  punto situado a 9 pies del extremo izquierdo de la viga. La viga está hecha de madera laminada pegada y tiene una sección transversal con ancho b = 8.7 pulgadas y altura h = 27 plg. Determinar los esfuerzos máximos en la viga debido a la flexión. (Graficar la figura)

7.- una viga ABC tiene apoyos simples en A y B y un voladizo de B a C el claro es de 3 m y la longitud del voladizo es de 1.5 m en toda su longitud (4.5 m) actúa una carga uniforme de w= 3.2 kN/m la sección de la viga tiene forma de canal con b 300 mm y altura h =80 mm y un espesor del alma de 12 mm. Determinar el esfuerzo máximo en la viga debido a la carga uniforme. (Graficar la figura) = 

8.- Una viga de acero W16X36 de 24 ft de longitud soporta una carga uniformemente distribuida. El esfuerzo admisible es de24 000 lb/ Plg 2. Determinar la carga w en lb/ft que puede soportar a viga. (Graficar la figura) 9.-una viga de madera de plg X 6 plg. De 9 pies de longitud soporta dos cargas concentradas iguales en sus  puntos tercios, El esfuerzo admisible es de 1400 lb/plg 2. Determinar la carga admisible. (Graficar la figura) 10.-La escuadra mostrada tiene una sección transversal uniforme de 50 mm de ancho y 80 mm de alto. Calcule la carga w máxima que puede soportar. El esfuerzo admisible es de 125 Mpa. (Graficar la figura)

11.- Un tubo estándar de acero de 4 plg y de 6 pies de longitud se usa como viga simplemente apoyada. Si el esfuerzo admisible es de 20000 lb/plg2 ¿Cuál es la carga concentrada máxima que puede soportar en el centro? (Graficar la figura)

12.- Una viga de madera AB simplemente apoyada con claro L = 3.5 m soporta una carga uniforme de intensidad q = 6.4 kN/m, Calcule el esfuerzo máximo de flexión debido a la carga q, si la viga tiene una sección transversal rectangular con ancho b = 140 mm y altura h = 240 mm.

13.- cada trabe de un puente elevadizo (véase ¡a figura) tiene 180 pies de longitud y está simplemente apoyada en sus extremos. La carga de diseño para cada trabe es una carga uniforme de intensidad 1.6 klb/pie. Las trabes están fabricadas con placas de acero soldadas para formar una sección transversal I (véase la figura) con módulo de sección S = 3 600 puig3. ¿Cuál es el esfuerzo de flexión máximo en una trabe debido a la carga uniforme?

14.- Dos niños que pesan cada uno 90 lb ocupan el tablón de un sube y baja que pesa 3 lb/pie de longitud (véase la figura). El centro de gravedad de cada menor esta a 8 pies del fulcro. El tablón tiene 19 pies de longitud, 8 pulg de ancho y 1.5 pulg de espesor. ¿Cuál es el esfuerzo máximo de flexión en el tablón?

15.-Un durmiente de ferrocarril está sometido a dos cargas concentradas; cada una es de magnitud P = 17 5 kN y actúa come se muestra en la figura. Se supone que la reacción q del balasto está uniformemente distribuida sobre la longitud del durmiente que tiene dimensiones transversales b = 300 mm y h = 250 mm. Calcule el esfuerzo de flexión máximo en el durmiente debido a las cargas P, suponiendo un distancia L = 1 500 mm y una distancia en voladizo a = 500 mm.

16.- Determine el esfuerzo máximo de tensión y el esfuerzo máximo de compresión debidos a la carga P que actúa sobre la viga simple AB (véase la figura). Los datos son los siguientes.  P= 5.4 kN. L= 3.0 m, d= I.2m, b=75 mm: t = 25mm h = l00 mm y h 1 = 75mm.

17.- Una viga en voladizo AB, con carga uniforme

y una carga

concentrada (véase la figura) está

hecha con una sección en canal. Encuentre el esfuerzo de tensión máximo y el esfuerzo de compresión máximo, si la sección

transversal tiene las dimensiones indicadas y el momento de inercia respecto al eje z (el eje neutro) es I = 2.81 pulg4. (Nota: la carga uniforme representa el peso de la viga.)

18.-Una viga en voladizo AB de sección transversal triangular tiene longitud L = 0.8m, ancho b = 80 mm y altura h = 120 mm (véase la figura). La viga es de un latón que tiene un peso específico de 85 kN/m3. a) Determine el esfuerzo máximo de tensión y el esfuerzo máximo de compresión debido al peso propio de la viga.  b) Si el ancho b se duplica, ¿qué le sucede a los esfuerzos?, c) Si la altura h se duplica, ¿qué te pasa a los esfuerzos?

19.- Una viga T está soportada y cargada como se ve en la figura. La sección transversal tiene ancho b =2 ½  plg, altura h = 3 pulg y espesor  t = 1/2 pulg. Determine los esfuerzos máximos de tensión y compresión en la viga.

20.- Una viga en voladizo AB con sección transversal rectangular tiene un agujero longitudinal en toda su longitud (véase la figura). La viga soporta una carga P= 600 N. La sección transversal es de 25 mm de ancho y

50 mm de altura; el agujero tiene un diámetro de 10 mm. Encuentre los esfuerzos de flexión en la parte superior de la viga, en la parte superior del agujer o y en la parte inferior de la viga.

21.- Una viga en voladizo de longitud L = 6 pies soporta una carga uniforme de intensidad q = 200 lb/pie y un carga concentrada P = 2 500 lb (véase la figura). Calcule el módulo de sección requerido S si σ perm = 15 000 lb /pulg 2. Luego seleccione la viga de patín ancho más adecuada (perfil W ) de La tabla E- 1 en el apéndice E y recalcule S tomando en cuenta el peso de la viga. Seleccione una nueva viga si es necesario.

22.- Una viga simple de longitud L = 15 pies soporta una carga uniforme de intensidad q = 400 lb/pie y una

carga concentrada P= 4 000 lb (véase la figura). Si σ perm = 16 000 lb/pulg 2, calcule el módulo de sección requerido S. Elija luego una viga de patín ancho de 8  pulg (perfil W) 01) de la tabla E-1 en el apéndice E y recalcule S tomando en cuenta el peso de la viga. Elija una nueva viga de 8 pulg en caso necesario.

23.- Una viga simple AB está cargada como se ve en la figura. Calcule el módulo de sección S requerido si σ perm = 15 000 lb/pulg2, L = 24 pies, P = 2 000 lb y q = 400 lb/pie. Seleccione una viga l apropiada (perfil S) de la tabla E-2 en el apéndice E y recalcule S tomando en cuenta el peso de la viga. Seleccione un nuevo tamaño de viga si es preciso.

24.- Trace una gráfica a cada 10 mm de la distribución del esfuerzo cortante para las secciones indicadas en las Figs. Suponga que V = 48 kN a) P 5.27

25.- Determine el esfuerzo cortante en el eje neutro de la sección circular  de 1 plg de diámetro indicada en la Fig. P5.29; V = 2000 lb.

26- Determine la fuerza cortante máxima que puede soportar una viga de madera de 2 plg x 10 plg (tamaño nominal). El esfuerzo cortante admisible es de 120 lb/plg 2 y el esfuerzo cortante máximo se presenta en el eje neutro. (Véase el apéndice I para las dimensiones reales de la pieza de madera).

27.- Determine el esfuerzo cortante en los puntos a y b de la viga indicada en la fig. P 5.31.

R. Esfuerzo Cortante en a = 34.7 Kpa R. . Esfuerzo Cortante en b = 23.1 Kpa

30.- Una viga de alma llena se forma de un alma de ¾ plg x 38 plg, dos ángulos de 6 plg x 6 plg x 5/8 plg arriba y abajo, y placas de 1 plg x 14 plg, como se muestra en la fig. P5.34. Determine los esfuerzos sobre los remaches A y B. La fuerza cortante vertical en esa sección es de 180 klb y el espaciamiento de los remaches es de 4 plg.