Taller Preparatorio 1 - Mecánica Aplicada

Taller Preparatorio 1 - Mecánica Aplicada
1. Defina de forma breve y clara
a) Esfuerzo
b) Deformación
c) Módulo
d ) Presión
e) Ley de Hooke
f ) Material quebradizo
g) Material dúctil
h) Limite elástico
i ) Limite proporcional
j ) Esfuerzo de rotura
k ) Esfuerzo de fractura
l ) Fluido ideal
m) Densidad
n) Peso específico
ñ) Gravedad específica
o) Presión en un fluido
p) Presión absoluta
q) Presión manométrica
r ) Paradoja hidrostática
s) Principio de Pascal
2. Willie E. Coyote (Genio) se encuentra como siempre persiguiendo al elusivo Correcaminos (Accelleratii incredibus) con
la ayuda de los aparatos de dudosa efectividad que compra por correo a la corporación ACME. En este caso, el Coyote
pretende sorprender al Correcaminos saltando sobre el desde un punto mas abajo de la carretera por donde el Correcaminos
pasará. Para lograrlo se ha hecho a un par de resortes super saltarines ACME de 30 cm de longitud y módulo de Young
3.5 × 104 Pa que se ha calzado en los pies. Justo en el momento en que el Correcaminos pasa el Coyote salta:
a) Si la masa del coyote es de 8 kg y este alcanza una rapidez máxima de 4 m/s durante en un salto que dura 5 s,
determinar la potencia con la que el Coyote saltó. Ayuda: use el teorema del trabajo y la energía cinética para calcular
el trabajo realizado durante el salto
b) De los 8 kg de masa del Coyote solo el 40 % es músculo (el resto es pellejo, orejas, hocico y pelos), si los músculos del
Coyote tienen una potencia de 2.6 W/kg determinar cuanta potencia aportan sus músculos al salto
c) Para ayudar en el salto el Coyote se ha colocado en cada pata un resorte ACME de 30 cm de longitud y módulo de
Young 3.5 × 104 Pa, si cada pie del Coyote mide 20 cm de largo por 6 de ancho y para saltar el Coyote comprime
totalmente los resortes, encontrar la energía y la potencia que le proporcionar estos al salto. Recuerde que el Coyote
de las caricaturas anda en 2 pies
3. Una viga horizontal uniforme de 4m de longitud con una masa de 15kg descansa sobre un pivote en en extremo y es
mantenida horizontalmente por un cable de 3m de longitud, en el otro extremo. La viga está soportando una masa de 25kg,
como muestra la figura. Determine:
a) La tensión del cable

b) La magnitud de la fuerza de reacción en el apoyo
c) El cable es de aluminio y tiene un diámetro de 3 mm, que alargamiento experimentará el cable?
4. En el sistema de la figura, una grua de 5 × 103 N sostiene una carga en su extremo de 5 × 105 N, la viga tiene una longitud
L = 8 m y está sujetada por una cuerda de acero de 9 m de longitud tal como se ve en la figura
a) Encontrar la fuerza que aparece en el cable de acero bajo las condiciones descritas
b) Encontrar el diámetro que debe tener el cable de acero para que la grua pueda operar con seguridad
c) Encontrar el alargamiento que experimenta el cable de acero en las condiciones descritas
5. Para el manómetro de la figura, encontrar el valor de p1
6. Encontrar la diferencia de presiones P3 − P1 , todas las ρ son gravedades específicas
7. Una viga uniforme de pino, de 3.6 m de largo y sección transversal de 9.5 cm x 14 cm, descansa sobre dos soportes cerca
de sus extremos, como se muestra en la figura. La masa de la viga es de 25 kg y está cargada por dos soportes de techo
verticales, cada uno en los tercios del claro. ¿Qué fuerza máxima FL puede ejercer cada uno de los soportes del techo, sin
hacer fallar por corte la viga de pino en sus soportes? Use un factor de seguridad de 5. El esfuerzo de rotura por corte para
el pino es de 5x106 P a. (Pista: note que el sistema es simétrico respecto al centro de masa)
8. En la figura la cubierta AB cierra una abertura circular de 80 cm de diámetro. La cubierta se mantiene cerrada mediante
una carga de 200 kg. Encontrar el nivel de agua h necesario para justo levantar la cubierta.
200 kg
h
m
B A 30 cm
Agua 3m
9. Considere un gato hidraulico usado en un taller de mecánica. Los pistones tienen áreas de A1 = 0.8 cm2 y A2 = 0.04 m2 ,
el gato está lleno de un aceite de gravedad específica 0.87. Un auto de peso 13000 N va a ser levantado con este gato:
F1 A2
h
Aceite
SG = 0.87 F2
A1
a) Al principio los dos pistones están en la misma posición (h = 0), calcule la fuerza F1 en N necesaria para sostener el
peso de auto
b) Repita el cálculo cuando el auto se ha levantado a una altura de 2 m (h = 2 m)
c) Halle la razón entre los dos valores de F1 y explique
Son las preguntas que no podemos responder las que nos enseñan más. Nos enseñan cómo pensar. Si le das a
un hombre una respuesta, lo único que gana es un pequeño hecho. Pero dale una pregunta y buscará sus propias
respuestas. Patrick Rothfuss, «El Nombre del Viento«.

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