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Ejercicios de Estática, Exámenes de Estática

Una serie de problemas de estática que incluyen el cálculo de fuerzas, longitudes de cables, tensiones máximas y mínimas, y ubicación de puntos críticos en estructuras. Los problemas abarcan una variedad de situaciones como cables suspendidos entre edificios, tuberías que pasan de un edificio a otro, cadenas colgantes y cables con cargas distribuidas. Cada problema incluye un diagrama y una solución detallada paso a paso, lo que lo convierte en un recurso valioso para estudiantes que buscan practicar y mejorar sus habilidades en el análisis de estructuras estáticas. El documento cubre temas fundamentales como equilibrio de fuerzas, momentos, cortes y reacciones en apoyos, lo que lo hace relevante para cursos de ingeniería civil, mecánica y estructural.

Tipo: Exámenes

2021/2022

Subido el 11/06/2024

diego-andre-ruiz-flores
diego-andre-ruiz-flores 🇵🇪

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bg1
Hallar:
a. Fuerzas en A y D
b. Longitud del cable
Solución:
ΣMD = 0
VA(15) – 10(9) – 6(4) = 0
↑ VA = 7.6 KN
ΣFV = 0
VD = 16 – 7.6 = 8.4
↑ VD = 8.4 KN
1-1: Lado izquierdo
ΣMB = 0
7.6(6) – HA(2) = 0
← HA = 22.8 = → HD
2-2: Lado derecho
ΣMC = 0 8.4(4) = 22.8YC YC = 1.47 m
Problema 1
6 m 5 m
2 m
10 KN
6 KN
A
BC
D
4 m
LAB = 6.32
LBC = 5.02 LT = 15.6 m
LCD = 4.26
B
10
6
VAVD
yC
HAHD
C
2
2
1
1
B
10
6 m 4 m
1.47
0.53
6
VAVD
HAHD
C
ESTÁTICA
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pf9
pfa

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¡Descarga Ejercicios de Estática y más Exámenes en PDF de Estática solo en Docsity!

Hallar:

a. Fuerzas en A y D

b. Longitud del cable

Solución:

ΣM D = 0

 VA (15) – 10(9) – 6(4) = 0

 ↑ VA = 7.6 KN

ΣF V = 0

 V D = 16 – 7.6 = 8.

 ↑ V D = 8.4 KN

1-1: Lado izquierdo

ΣM (^) B = 0

 7.6(6) – HA (2) = 0

 ← HA = 22.8 = → H (^) D

2-2: Lado derecho

ΣM (^) C = 0  8.4(4) = 22.8YC  YC = 1.47 m

Problema 1

6 m 5 m

2 m

10 KN

6 KN

A

B C

D

4 m

LAB = 6.

L (^) BC = 5.02 LT = 15.6 m LCD = 4.

B

VA V

D

H A yC H^ D

C

B

6 m 4 m

VA V^ D

H A H^ D

C

Problema 2

Hallar:

a. P

b. d 1

c. d 2

1.2 m

A

B

C

0.35 m

d 1

d 2

300 N

200 N

100 N

D P

0.4 m

0.3 m

Solución:

D.C.L. total:

AH = P, AV = 600

Corte 1-1: Lado izquierdo

ΣFV = 0  300 + FBCsen α = 600 (1)

ΣFH = 0  P = F (^) BCcos α (2)

Equilibrio nudo A:

ΣF (^) V = 0  600 = FAB sen 73.74º  FAB = 625 N

ΣF (^) H = 0  P = FAB cos 73.74º  P = 175 N

De (1): F (^) BCsen α = 300

De (2): F (^) BCcos α = 175

(1)/(2): tan α = 1.714  α = 59.74º

tan α = = 1.714  d 1 = 0.58 m

D.C.L. total:

ΣM (^) A = 0  100d 2 + 200(0.58) + 300(0.35) = 175(1.90)

d 2 = 1.11 m

0.35 m

B

P

A

P A

FAB cos β

FAB sen β

Problema 4

El cable AB soporta una carga total de 200 kg, la pendiente en B es nula. Hallar la localización del punto en el cable en donde la tensión es el promedio de los valores de T y T.

30 m

15 m

B

A

Solución:

w = =

Y =

Y = 30 m, X = 15, w =  T 0 = 50 kg

= + (wx) 2  = 50^2 + 200^2  T = 206.16 kg

T =  T = 128.08 kg

T^2 = (128.08)^2 = (50)^2 + x^2  X = 8.84 m, Y = = 10.42 m

T = = = 11314 kg

SCA = X (^) A = 91.33 m

S (^) CB = X (^) B = 41.60 m

S (^) BCA = 132.93 m

Problema 5

Una tubería pesa 50 kg/m y pasa de un edificio a otro separados 20 m. Hallar la ubicación del punto más bajo (C), la fuerza máxima, la fuerza mínima y la longitud del cable.

Solución: A(XA ; 4.5); B(XB; 2)  XB – X (^) A = 20 m

Y = ; w = 50 kg/m

Igualando las ecuaciones (1) y (2):

=  2 = 4.5(400 + + 40X A )

 2.5 + 180X A + 1800 = 0

X A = = 

X A = – 60

X A = – 12

 XA = – 12; XB = 8

2 = ; T 0 = 800 kg T = 1000 kg; T =

S (^) CB = 8 = 8.32 m

S (^) CA = 12 = 13.03 m Longitud total = 21.35 m

20 m

2 m

2.5 m

edificio

C

A

B

edificio

Solución: 500 = T (^) C = T = wC = 4C  C = 125 m

0 = ΣF (^) H = Tcos α = 500 kg

T = 515 kg

T (^) B = T = 515 kg = wY (^) B = 4Y (^) B  YB = 128.75 m

Y = Ccos h

1.03 = = cos h

 40 – X = 30.5  X = 9.5 m

x’ cos h

30 31

1.0299 X’ = 30.5 m

40 – x = x’

3.75 m

P = 500 kg

Tα B

Problema 8

Calcular dC para la cual la porción DE del cable es horizontal, luegocalcular reacciones en A y E.

2 m

B

A

C

d B

dC

dD

D E

2 m 3 m

10 KN

3 m

4 m

La tensión máxima en el cable es 15 KN. Calcular hB y hC.

Solución:

ΣF V = 0 = VA – 5 – 5 – 10

VA = 20 KN

ΣMA = 0 = 5(2) + 5(4) + 10(7) – E(4)

E = 25 KN

ΣF H = 0  AH = 25 KN

Corte 1-1: Lado izquierdo

ΣMC = 0 = 20(4) – 25dC – 5(2) d (^) C = 2.8 m

H A

VA

2 m 2 m 3 m 3 m

4 m

D

E

C E

dC

A

B

Problema 9

3 m

A D

3 m 4 m

6 KN

10 KN

B

C

h B hC

Solución:

ΣM D = 0 = – H A (15) + 40(10) + 60(2)

← H (^) A = 34.66 lb ← HD = 65.34 lb

Corte 1-1: Lado de arriba

ΣMC = 0 = VA (3) + 40(8) – 34.66(13)

VA ↑ = 43.52 lb = ↓ VD

ΣM (^) B = 0 = 43.52X (^) B – 34.66(5)

XB = 3.98 pies

H A

H D

VA X

B

A

B

C

D

V D

Problema 11

AV

A H A

50 lb

100 lb

B

C

D

D H

D V

y

Determinar la tensión en cada segmento del cable y la longitud total del cable.

Solución:

D.C.L. total: ΣMD = 0 = AV (12’) – A (^) H (4’) – 50(8’) – 100(3’) (1)

Sección 1-1: Lado superior: ΣM (^) B = 0 = AV (4’) – A (^) H (7’)

AV = A (^) H (2)

(2) en (1): 0 = 21A (^) H – 4A (^) H – 400 – 300  ← A (^) H = 41.18 lb (3)

(3) en (1): ↑ AV = 72.06 lb

D.C.L. total: ΣF (^) H = 0  → DH = 41.18 lb ΣF (^) V = 0 = 72.06 + D (^) V – 50 – 100  ↑ DV = 77.94 lb

Sección 2-2: Lado derecho

ΣM (^) C = 0 = 41.18(y) – 77.94 lb(3’)  y = 5.68’

Longitud AB = = 8.06’

BC = = 5.67’ L = 20.15’

CD = = 6.42’

Tensión

ΣF (^) H = 0 = BCcos β – BAcos α ΣFV = 0 = BAsen α – 50 – BCsen β BA = 82.99 lb BC = 46.73 lb

ΣF (^) H = 0 = CDcos γ – 46.73cos β CD = 88.19 lb

CD

BC

C

BA

β BC

α B

α = 60.26’ β = 28.19’ γ = 62.16’