Módulo de Young y de corte (ejercicios)

Centro Cultural Sampedrano 11° “A” - “B” Admón.

Asignatura: Física Avanzada III Parcial, año 2013

Zona de práctica para Bachillerato Módulos de Young y de Corte 1.

Una varilla varilla de 12.0 m está sometida sometida a un esfuerzo de compresión que provoca una -4 deformación de -4.0X10 . ¿Cuál es la nueva longitud de la varilla? R: 11.995 m

2.

¿En qué medida se alarga un trozo de alambre de bronce, de 60 cm de longitud y 1.20 mm de diámetro, cuando de él se cuelga una masa de 3.0 kg de uno de sus extremos? Ybronce=9.0X1011 dinas/cm2. R: 0.173 mm

3.

El esfuerzo de compresión del hueso de un muslo humano se parece al ejercido en la sección transversal de un cilindro hueco. Si el esfuerzo máximo que puede sostener es de 172 MPa, ¿cuál es la fuerza requerida para romper el hueso en su parte más estrecha? Usa las dimensiones que se dan en la figura. R: 63.64 KPa

4.

Un cabello se rompe bajo una tensión tensión de 1.2 1.2 N. su resistencia (esfuerzo) a la tensión es de 8 2.0X10 Pa. ¿Cuál es el diámetro del cabello en mm? R: 0.087 mm

5.

Una varilla de hierro de 4.0 m de longitud y 0.50 cm 2 de área de sección transversal se alarga 1.00 mm cuando se suspende de ella una masa de 225 kg. Calcula el módulo de Young en dinas/cm 2. R: 1.76X1012 dinas/cm 2

6.

El latón tiene un Y=8.96X10 10 Pa. ¿Cuánto es este valor en unidades del Sistema Inglés? R: 1.3X10 7 lb/pulg2

7.

El aluminio tiene un Y=1.0X10 7 lb/pulg2. ¿Cuánto es este valor en unidades del S.I.? R: 6.89X1010 Pa

8.

Un alambre de acero tiene una deformación de 0.020% cuando se suspende de él una masa de 20.0 kg. Calcula el diámetro del alambre. R: 2.45 mm

9.

Una columna sólida cilíndrica de acero mide 0.6 m de longitud longitud y 8.0 cm de diámetro. diámetro. A) ¿Cuál es la disminución de la longitud, en mm, cuando la columna soporta una carga de 9.0X104 kg? B) ¿Cuál es la nueva longitud de la columna? R: A) -5.1 mm B) 5.995 m

10.

Una columna rectangular de acero con una sección transversal de 20.0 20.0 cm X 15.0 cm sostiene una carga de 12.0 toneladas métricas. Si la columna tiene una longitud de 2.00 m antes de someterse al esfuerzo, ¿qué tanto disminuirá su longitud? (1.0 ton métrica = 1.0X10 3 kg) R: -3.8X10 -5 m

11.

Un alambre de cobre tiene 5.0 5.0 m de longitud longitud y 3.00 mm de diámetro. diámetro. ¿Con qué carga, en 11 kg, se alargará 0.30 mm? Y cobre = 1.17X10 Pa R: 5.06 kg

12.

Una fuerza de corte de 26,000 N se distribuye de manera uniforme sobre sobre la sección transversal de un alfiler de 1.30 cm de diámetro. ¿Cuál es el esfuerzo cortante? R: 1.96X108 Pa

13.

La distorsión de las placas tectónicas de la corteza terrestre es un ejemplo de la deformación en gran escala. Cierta roca específica de la corteza tiene un módulo de corte de 1.5X1010 Pa. ¿Cuál es el esfuerzo de corte que se produce cuando una capa de 10 km de esta roca experimenta un movimiento cortante a lo largo de una distancia de 5.0 m? R: 7.5X10 6 Pa

14.

Un boque cúbico de metal con lados lados de 40.0 cm soporta una fuerza de corte de 400,000 N en su borde superior. ¿Cuál es el módulo de corte para este metal si el borde superior se flexiona hasta una distancia de 0.0143 mm? 10 R: 6.99X10 Pa

15.

Un cubo de aluminio de 10.0 cm de lado, se somete a un esfuerzo cortante de 100 toneladas métricas (ton m). La cara superior del cubo se desplaza 0.03 cm con 2 respecto a la inferior. A) calcula el módulo de corte. B) escribe tu respuesta en lb/pulg y en N/cm2. R: A) 3.27X10 10 N/m2 B) 4.75X107 lb/pulg2, 3.27X10 6 N/cm2

16.

Un bloque rectangular de gelatina que tiene una base de 10 cm X 8.0 cm y una altura de 4.0 cm se somete a una fuerza cortante en su cara superior. Si esa cara se desplaza 0.30 mm en relación con la base, ¿Cuánto es el valor de la fuerza cortante? (Sgelatina = 6.67X10 3 Pa) R: 0.40 N

17.

Una carga de 1,500 kg está sometida por un extremo de una viga viga de aluminio de 5.0 m, como se aprecia en la figura 13.10. El área de la sección transversal de la viga es 26 cm 2 y el módulo de corte es 23,700 Mpa. ¿Cuáles son el esfuerzo cortante y la flexión hacia debajo de la viga? R: 5.65X106 Pa, 1.19 mm