PRÁ CTICO 6: IMPÁCTO

Comportamiento Mecánico de Materiales 2
Práctico 6
PRÁCTICO 6: IMPÁCTO
1.
Un automóvil derrapó en una carretera cubierta de hielo y se atascó profundamente en nieve a la orilla de la carretera.
Otro automóvil, con masa 1400 Kg, intenta sacar el vehículo atascado para regresarlo a la carretera utilizando un
cable de acero de 5 m con rigidez k=5000 N/mm. En el instante que el cable quedó tenso la velocidad era de 4 Km/h.
Si este está rígidamente unido a las masas de los autos, calcular la máxima fuerza de impacto que puede desarrollarse
en el cable y su alargamiento resultante.
2.
Un camión intenta remolcar el vehículo del ejercicio anterior utilizando un cable de acero de 4.5 m y 3 cm de
diámetro (E= 210 GPa). El camión, de 6500 kg, adquiere una velocidad de 5 km/h en el instante en que el cable
queda tirante pero el vehículo todavía no se ha movido. (i) Estimar la fuerza de impacto aplicada sobre el vehículo y
el esfuerzo producido en el cable. (ii) El cable rompe por la mitad y las dos partes de 2.25 m se conectan en paralelo
para realizar un segundo intento. Estimar la fuerza de impacto y el esfuerzo producido sobre los cables si el vehículo
todavía permanece fijo.
3.
Un elevador de 3500 kg está soportado por un cable de 6 cm2 de sección y módulo de elasticidad de 80 GPa. Dicho
elevador se mueve hacia abajo a una velocidad constante de 6 m/s. Cuando la longitud del cable es de 20 m, un
accidente causa que el elevador se detenga completamente. Estimar la elongación y esfueros máximos desarrollados
en el cable.
4.
La figura muestra el conjunto de eje con ruedas abrasivas en los extremos de una amoladora. Al girar a 2400 rpm, la
rueda abrasiva más pequeña se atasca accidentalmente, provocando que se detenga al instante. Estimar el esfuerzo de
torsión máximo resultante y la deflexión del eje. Considere los discos abrasivos como discos sólidos de densidad
ρ=2,000 kg/m3. El sistema es de acero (G = 80 GPa), y el peso del eje puede ser despreciado.
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Práctico 6
5.
El clavadista mostrado en la figura pesa 145 lb y salta desde una altura de 2 pies sobre la orilla de un trampolin. El
trampolin esta hecho de madera (E=1200 ksi , Sy=8.3 ksi), tiene 2 pies de ancho y 2 pulgadas de espesor. Determine
el esfuerzo maximo por flexion en el trampolin.
6.
La viga de la figura esta hecha de una aleación de aluminio (E=10000 ksi). El bloque B de 55lb se deja caer desde
una altura de 0.5 pulgadas sobre la parte superior del resorte C, que tiene un modulo k=200 lb/pulg. Determine la
mínima resistencia a la fluencia (Sy) que debe tener el material para que el sistema no falle.
7.
La figura muestra una barra con un codo de 90º que está en un plano horizontal. Un peso W = 120 lb se deja caer en
su extremo desde una altura h. Si el acero tiene una resistencia a la fluencia de 50 ksi y se usa un factor de seguridad
N=2, ¿Qué valores de h se requieren para producir fluencia en la barra? Comente el resultado obtenido.
8.
Un peso de 100 lb cae desde una altura h=12 in como se muestra en la figura. El eje, que está hecho de madera, esta
soportado por dos resortes de constante k=100 lb/in. Calcule La deflexion maxima del eje y el factor de seguridad de
la estructura. Repita para el caso de apoyos simples en vez de resortes, comente el resultado obtenido.
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9.
Práctico 6
Las vigas de aleacion de aluminio (E=70 GPa) mostradas en la figura tienen secciones transversales que son de
25mm x 100mm de ancho. El resorte helicoidal C entre las vigas A y B tiene un modulo de k=20 kN/m . El bloque de
5 kg se deja caer sobre la viga A, desde una altura h. Determine la altura maxima altura h desde la cual se puede
dejar caer el bloque y si se sabe que ambas barras tiene un esfuerzo cortante admisible de 190 MPa.
10. Las vigas A y B de la figura estan hechas de madera (E=1200 ksi) y tienen secciones transversales que son de 2 in x
6 in. La viga central, tambien del mismo material, es de 1 in de diametro y 12 in de largo. El bloque W de 100lb se
deja caer sobre la viga A desde una altura h=3 in. Determine el factor de seguridad de la estructura, sabiendo que el
material tiene un Sy=8.3 ksi.
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