ÁREA DE ESTRUCTURAS
RESISTENCIA DE MATERIALES 1
PRIMER SEMESTRE 2023
ING. JOSÉ GALINDO ESCOBAR
TAREA PREPARATORIA SEGUNDO PARCIAL
MARZO 2023
SECCIÓN P Y U
AUX. JOCELYN MARROQUÍN
TAREA PREPARATORIA # 2
Instrucciones: Resuelva correctamente los siguientes ejercicios. Al finalizar escanee su trabajo
y súbalo a UEDi en formato PDF con el siguiente nombre: Nombre_Carnet_TP2_ Sección
1. Una losa rígida se encuentra suspendida por dos barras de acero a una temperatura de 20°C,
al centro se encuentra una barra de bronce con una separación de 0.2mm entre la barra y
la losa. Despreciando la masa de la losa, determine el esfuerzo en cada barra cuando la
temperatura del conjunto se eleva a 100°C.
Nota: Considere A=600 mm2, E=83x109N/m2 y α=18.9μ °C−1 para la barra de bronce y
A=400 mm2, E=200x109N/m2 y α=11.7μ °C−1 para cada barra de acero.
2. Determine el esfuerzo en cada una de las varillas verticales si la temperatura se eleva 40°C
después que se aplica la carga P=50 kN. Desperdicie la deformación y la masa de la barra
horizontal AB.
3. A temperatura ambiente (20°C) hay un espacio de 0.5 mm entre los extremos de las varillas
mostradas. Posteriormente, cuando la temperatura alcanza 140°C, determine:
a) El esfuerzo normal en la varilla de aluminio.
b) El cambio de longitud de la varilla de aluminio.
A
E
α
Aluminio
2000 mm2
75 GPa
23 x 10-6 /°C
Acero inoxidable
900 mm2
195 GPa
17.4 x 10-6 /°C
4. Un cilindro de acero está dentro de un manguito de bronce, ambos de la misma longitud y
los dos juntos soportan una fuerza vertical de compresión de 250kN que se aplica por
intermedio
de
una
placa
de
apoyo
horizontal.
Determinar:
a) La variación de temperatura con la que el acero queda totalmente descargado.
b) La variación de temperatura que descarga por completo al bronce.
Nota: Considere A=7200 mm2, E=200Gpa y α=11.7μ °C−1 para la barra de acero y A=12x103 mm2,
E=83GPa y α=19.0μ °C−1 para cada barra de bronce.
5. Una varilla de acero de 150 mm2 de sección, está sujeta en sus extremos a dos puntos fijos,
estando estirada con una fuerza total de 5000N a 20°C.
a) Calcular el esfuerzo en la varilla a -20°C.
b) Determinar a qué temperatura se anulará el esfuerzo.
Considere α=11.7μ °C−1 y E=200x109 N/m2
6. Un cilindro de aluminio y otro de bronces, perfectamente centrados, se aseguran entre dos
placas rígidas que se pueden apretar mediante dos tornillos de acero, como se observa en
la siguiente figura. A 10°C no existen fuerzas axiales en conjunto del dispositivo. Determinar
las tensiones (esfuerzos) en cada material a 90°C.
Nota: Considere A=1200 mm2, E=70Gpa y α=23μ °C −1 para el cilindro de aluminio,
A=1800 mm2, E=83GPa y α=19.0μ °C −1 para el cilindro de bronce y
A=500 mm2, E=200GPa y α=11.7μ °C−1 para los tornillos de acero.
7. Determinar los esfuerzos por torsión en los tubos al girar las bridas un desfase inicial de 8°
entre orificios. G= 1.8x106 kg/cm2
8. Un árbol de acero de diámetro constante e igual a 60mm está cargado mediante pares
aplicados en engranes montados sobre él, según se muestra en la siguiente figura. Calcule
el
ángulo
de
torsión
del
engrane
D
con
respecto
al
A.
Nota: Considere: G= 83GPa.
9. Un árbol de transmisión para la hélice de un barco tiene que transmitir 4.5MW a 3r/s sin
que el esfuerzo cortante exceda de 50MN/m2 y sin que el ángulo de torsión sea superior a
un grado en una longitud de 25 diámetros. Determinar el diámetro más apropiado si
G=83GN/m2.
10. Calcular el mínimo diámetro de un árbol de acero que, sometido a un momento torsionante
de 14KN-m no debe experimentar una deformación angular superior a 3° en una longitud
de 6m. ¿Cuál es el esfuerzo cortante máximo que aparecerá en él?
Nota: Considere G=83GPa.
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