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PROBLEMAS FiSICA II: EQUILIBRIO ESTÁTICO Y ELASTICIDAD
APELLIDOS Y NOMBRES: DEL CARPIO PUMA, Gabriel Miguel
Problema 2) Eseriba
las
condiciones necesarias para^ el^ equilibrio del objeto que^ se^ muestra^
en la gura P12.2. Caleule momentos de torsión en torno a un eje a través del punto O.
y6ene
o cose Kas Condiaones del dojeBo ríqido en ccuilno son
XFx O.. (42.1) = XF^ =Fx -Rx
Fxsen Fy (12.1) > Fy= Fy +Ry-Fg
yty-Fa-
t=0.(12.2)=> %v= Fyuse (u-Fguselua) - Ffz<an6le
Fyl cose-Fe/ose-Fx Lsene
Figura P12.
- (Problema 8) Se construye un môvil con barras ligeras, cuerdas Iigeras y recuerdos marinos, como se muestra en la figura Pi2.8. Determine las masas de los objetos a) mi, b) m2yc) m3.
Para () Xt-0.(12. 2)
22t= 12(gU3)- m,lg(4)=
3)= mL4)4)
my-9g = 9x10 Kg
4.00 cm^ 6.00^ cm (3)
(2) 2.00cm 5.00 cm,
+12m
.00 (^) cm (^) 4.00 cm
rara.(2) t-0.. (42.2)
T= m.gl2)- (12:9)gs) =
2m (211S)
ma 52 5 9 tara (^) (3): (^) 2r:0 .. (12.2) 2T maßG-(13s)gH) =
liaim)g m
12.0 g
29
Figura P12.8 m
3. Problema 13) Un automóvil de 1 500 kg tiene una base de ruedas(distancia entre los ejes) de 3.0o
m. El centro de masa del automóvil está en la línea de centros en un punto 1.20 m detrás del eje frontal. Encuentre la fueza que ejerce el suelo sobre cada rueda. Wcarro 1500 x l9.81) = 4 *I5 N
Wcarro Re
(12.1)2Fy 0 2Ra^ +2Rg = Wcarro 1)
2RA +2Rg 4 15 N
F357,
(12.2)T0 Re (1,2)- Ral1.2)
=0Rs =Ra (2)
Reempbzando (2) en (1): Ra + -Ra
F3515.(x1.2)
3RA (1.2) x 4351,5 RA 29413 N
Lueso Kg = x (2943)
,3 Re^ AH15.^ N
4.Problema 16) El Sr. Distraído se pone su armadura y sale del castillo en su noble corcel en su busqueda por mejorar la eomunieación entre las damiselas y los dragones (figura P12.16). Por desgracia, Su escudero bajó demasiado el puente levadizo y finalmente se detuvo a 20.0° bajo la horizontal. Distraido y su caballo se detienen cuando su centro de masa combinado estå a 1.00 m del extremo del puente. El puente uniforme mide 8.00 m de largo y tiene una masa de 2 00o kg. El cable de elevación está^ unido^ al puente a^ 5.00^ m^ de^ la^ bisagra en^ el^ lado del^ castillo y^ a^ un^ punto en a (^) pared del (^) castillo 12.0 m arriba del (^) puente. Lla masa combinada de (^) Distraido con su armadura y (^) su corcel es 1000 kg. Determine a) la tensión en el cable y las componentes de fuerza b) horizontal y c) vertical que actüan sobre el puente en la bisagra. Por Componefes Hollando el án qulo (o1z©)
421 5en20 ianl&20) Tsnlov20) (^) ScoS 20
2,418 tn (6120)
Tos fot^ 20)^ n[Z,418)^
4 020
Xr-0... (12.2)
Figura P12.16 Problemas^ l6y^ 17. Ro)1, (o)-2000(9,81K4)0s^ 20-^ Tus^ 7(1)
scyAI (^000) kg Mpame = 200 ks +7cevMTI,).47)-^1000 (9,31)X)^ os20'^
Sen 20 013H Cos o 0,13d (a)
T sen1,(4,7)^ =^ 7374,074+^ 6|528,692+^ Tuosit{u
4447T408215,1640,554T
3,893T 138275, T: 35519,04 N
F-0. 2.1)
Aros5tos 4 uWpaente
Ky-Tcos TL, =D hx 35319,048^ (casF,^ P)K=^ 14505,^248 N
ty y-20c0(98i)+ Toen^ I,^ 1000(98i)= Ky 3000 (9,81)
- (355l4,079)tenTI,E -414 p
FR
5 cos 20 sen^40 pene co 20
- (Problema 22) Evalúe el módulo de Young para el material cuya curva esfuerzo-deformación se
muestra en la igura 12.13.
La deunicon de y =r Nes dice quue y e
on Esfucrzo
(MPa) a pendiente de la
qraj 1Ca 100 Limite Punto elasco e olos
esuer
300 x (^10) N/m DxIO N/m dlgormauon = 0.
Hoálo do Young (Y)=
Comportaniiento^0 ciastico Delormacion Y1.0^ x 1o" Nm
0.002 0001 0006 O
Figura 12.13 Curva esfuerzo
contasoliclo elstico.delormación para^ un
- CProblema 27) Suponga que, si el esfuerzo de corte en el acero supera aproximadamente 4.00 x 10° N/m*, el acero se rompe. Determine la fuerza de corte necesaria para a) cortar un tornillo de acero de 1.00 em de diámetro y b) perforar un agujero de 1.00 cm de diámetro en una placa de acero de (^) o.500 cm de (^) grueso,.
P'aRE (a): Fcorte :^ 31,^41 KN
ARTE (b) 1.0 tn
corfe auero 8,4 x Io" N/m
artt : 8,4 x 10 'NIm
Area TL0 03H Area (^) t (^) (1x i0* 2
Acero
Area-
Arec 0, T854 x 10 m
for dato
- (^) Espuezo de (^) ole Area O,7854 x 10 m Enton es Como:AA - tearfe
h
4X 40 X
h 8,4 X IC
A. ale (^) 8,NAJ0 (^) xAD) Lueso;Eca O.185XJ
,18 54 x JO*
- (Problema 29) Cuando el agua se congela, se expande aproximadamente 9.00%. Que aumento de presión se presenta dentro del monoblock de su automóvil si el agua se congela? (El módulo volumétrico del hielo es 2.00 x 10 N/m*)
Entones Por (^) otro (^) lado (^) scbemos que
3(1-2 Y)
Keemplazando () en (1)
Dalo (^) Bnialo 2,0 x (^) io'N/m
AV o, P AV .A Eje X^ AL. St-21))^ vV P - (^) YP - YP
..tt) P (Pnuo)AV.2.0 0'xo.1)
P18 1o N/m
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Alz P- rP.1P
AlAL ale - P-1-2) (1)
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