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    Fisica Cap 13

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    Este documento contiene 15 problemas de ingeniería mecánica que involucran conceptos como resortes, alambres, barras, cubos y ejes cilíndricos. Los problemas cubren temas como la constante de un resorte, la tensión en alambres, la deflexión y torsión en cubos y ejes, y la compresibilidad de fluidos. Las cantidades dadas incluyen pesos, longitudes, diámetros, cargas, presiones y cambios de volumen.

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    Este documento contiene 15 problemas de ingeniería mecánica que involucran conceptos como resortes, alambres, barras, cubos y ejes cilíndricos. Los problemas cubren temas como la constante de un resorte, la tensión en alambres, la deflexión y torsión en cubos y ejes, y la compresibilidad de fluidos. Las cantidades dadas incluyen pesos, longitudes, diámetros, cargas, presiones y cambios de volumen.

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    13-1. Se emplea un resorte helicoidal para sostener un peso de 6Ib.

    Si se estira 2pulg, ¿Cuál


    es la constante del resorte?, ¿Qué peso será necesario para estirarlo 5pulg?

    13-3. Un alambre de acero de 15 pies de longitud y con una sección transversal de 0.1pulg 2,
    aumenta su longitud de 0.01 pie con una tensión de 2,000 libras, ¿Cuál es el módulo de
    Young para dicho alambre?
    13-5. Un alambre de cobre del número 18 tiene un diámetro de 0.04pulg y su longitud
    original es de 10 pies. a) ¿Cuál es la máxima carga que puede soportar sin que se exceda
    su límite elástico?, b) Para esta carga calcule el cambio de longitud, c) ¿Cuál es la máxima
    carga que puede soportar antes de que se rompa el alambre?, d) ¿Cuál es el alargamiento
    máximo?
    13-7. ¿Cuál es el diámetro mínimo de una barra de latón si se quiere que soporte una carga
    de 400N sin que se exceda su límite elástico?

    13-9. A un cubo de aluminio de 3 pulgadas de lado se le aplica un esfuerzo cortante de 20


    000 libras. Calcule la deflexión d y el ángulo Φ de torsión en radianes.
    13-11. La torsión de un eje cilíndrico a través de un ángulo θ es un ejemplo de deformación
    cortante. Un análisis de la situación muestra que el ángulo de torsión en radianes es el
    siguiente:

    2𝑇𝑙
    𝜃=
    𝜋𝑆𝑅 4
    Si se aplica un momento de torsión de 100 libras•pie en el extremo de un eje cilíndrico de
    acero de 10 pies de longitud y 2 pulg de diámetro, ¿Cuál es el ángulo de torsión en radianes?

    13-15. calcule la compresibilidad de la glicerina si una presión de 290 Ib/pulg 2 hace un


    volumen de 64 pulg3 decrezca 3×10-3 pulg3.
    Resp. 1.6×10 -7pulg2/Ib.

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