Page 295 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada
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13.4. Dos alambres. A y B, son del mismo material y es minio y uno de acero. Si los alambres tienen las
tán sometidos a las mismas cargas. Comente cuá mismas dimensiones, ¿a cuál de ellos corresponde
les serán sus alargamientos relativos cuando: (a) el el mayor esfuerzo y a cuál el menor? ¿Cuál de ellos
alambre A tiene el doble de longitud y de diámetro sufre la mayor deformación y cuál la menor?
que el alambre B, y (b) el alambre A tiene el doble 13.7. Comente los diversos esfuerzos que se presentan
de longitud que el alambre B y su diámetro es igual cuando un tornillo de máquina se aprieta.
a la mitad del diámetro del alambre B. 13.8. Mencione varios ejemplos prácticos de esfuerzos
13.5. Después de estudiar las diversas constantes elásti longitudinales, cortantes y volumétricos.
cas que se presentan en las tablas 13.1 y 13.2, ¿qué 13.9. Para un metal dado, ¿esperaría usted que hubiera
diría usted que es más fácil: estirar un material o alguna relación entre su módulo de elasticidad y su
cortarlo? Explique su respuesta. coeficiente de restitución? Comente el tema.
13.6. Una masa de 200 kg está sostenida de manera uni 13.10. ¿Qué tiene mayor compresibilidad, el acero o el
forme por tres alambres, uno de cobre, uno de alu agua?
Problemas
Sección 13.1 Propiedades elásticas de la materia 13.11. Una masa de 500 kg se ha colgado del extremo de
13.1. Cuando una masa de 500 g cuelga de un resorte, un alambre de metal cuya longitud es de 2 m, y tiene
1 mm de diámetro. Si el alambre se estira 1.40 cm,
éste se alarga 3 cm. ¿Cuál es la constante elástica? ¿cuáles han sido el esfuerzo y la deformación? ¿Cuál
Resp. 163 N/m es el módulo de Young en el caso de este metal?
13.2. ¿Cuál es el incremento del alargamiento en el resor Resp. 6.24 X 109 Pa, 7.00 X 10-3, 8.91 X 1011 Pa
te del problema 13.1 si se cuelga una masa adicional
de 500 g debajo de la primera? 13.12. Una viga maestra de acero de 16 ft con área de sec
13.3. La constante elástica de un resorte resultó ser de ción transversal de 10 in2 sostiene una carga de com
3000 N/m. ¿Qué fuerza se requiere para comprimir presión de 20 toneladas. ¿Cuál es la disminución
resultante en la longitud de la viga?
el resorte hasta una distancia de 5 cm?
Resp. 150 N 13.13. ¿En qué medida se alarga un trozo de alambre de
13.4. En un extremo de un resorte de 6 in se ha colgado bronce, de 60 cm de longitud y 1.2 mm de diámetro,
un peso de 4 Ib, por lo cual la nueva longitud del cuando se cuelga una masa de 3 kg de uno de sus
resorte es de 6.5 in. ¿Cuál es la constante elástica? extremos? Resp. 0.174 mm
¿Cuál es la deformación? 13.14. Un alambre cuya sección transversal es de 4 mm2 se
13.5. Un resorte en espiral de 12 cm de largo se usa para alarga 0.1 mm cuando está sometido a un peso deter
sostener una masa de 1.8 kg que produce una defor minado. ¿En qué medida se alargará un trozo de alam
mación de 0.10. ¿Cuánto se alargó el resorte? ¿Cuál bre del mismo material y longitud si su área de sección
transversal es de 8 mm2 y se le somete al mismo peso?
es la constante elástica? Resp. 1.2 cm, 1470 N/m 13.15. El esfuerzo de compresión del hueso de un muslo
13.6. En el caso del resorte del problema 13.5, ¿qué masa humano de la figura 13.9 se parece al ejercido en la
total se deberá colgar de él si se desea provocar un
alargamiento de 4 cm?
Sección 13.2 Módulo de Young
13.7. Un peso de 60 kg está suspendido de un cable cuyo
diámetro es de 9 mm. ¿Cuál es el esfuerzo en este
caso? Resp. 9.24 Mpa
13.8. Un trozo de alambre de 50 cm de longitud se estira
hasta alcanzar la longitud de 50.01 cm. ¿Cuál es la
deformación?
13.9. Una varilla de 12 m está sometida a un esfuerzo de
compresión de —0.0004. ¿Cuál es la nueva longitud i?j = 12.5 mm
de la varilla? Resp. 11.995 m R. = 6.2 mm
13.10. El módulo de Young de una varilla es de 4 X 1011
Pa. ¿Qué deformación resultará con un esfuerzo de Figura 13.9 Esfuerzo de compresión en el hueso del muslo
tensión de 420 Mpa? (fémur). (Figura por Hemera, Inc.)
276 Capítulo 13 Resumen y repaso
