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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA
Pág. 1 de 6
Examen N°1
4K05032 Resistencia de Materiales I – Impar
Lunes, 17 de abril de 2023
Nombre: _______________________________________________
NOTA
Código: ___________________ Firma: _____________________ Sección/Grupo: ________
Indicaciones Generales:
* No se permite el uso de celular prendido durante el
desarrollo del examen.
* No se permite el uso de calculadora programable,
copias ni apuntes.
* Cualquier intento de plagio anula el examen.
* No se permite respuestas escritas con lapicero rojo.
* Resaltar o encuadrar las respuestas
* Duración: 120 minutos
* Puntaje: 20 ptos.
1. Una placa fina de polímero PQR es deformada de
modo que la esquina Q se desplaza L1 = [1] mm
hacia abajo a la nueva posición Q’ como que se
muestra en la figura. Determina la deformación
cortante en Q’ asociada con los dos bordes (PQ y
QR). L2 = [300] mm, L3 = [120] mm, L4 = [750] mm.
(3 ptos.)
A
Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 2 de 6
2. Se muestra un punzón para perforar placas de acero. Se requiere una
fuerza de punzonado hacia abajo de 32 kips para perforar un orificio
de 0,75 pulg. de diámetro en una placa de acero que tiene 0,25 pulg.
de grueso. Determine el esfuerzo cortante promedio en la placa de
acero en el instante en que se arranca el trozo circular de la placa de
acero. (2 ptos.)
3. Una columna de tubería de acero (diámetro exterior de 6,5
pulgadas; espesor de pared de 0,25 pulgadas) soporta una carga
de 11 kips. El tubo de acero descansa sobre una base cuadrada de
acero que a su vez descansa sobre una losa de hormigón.
(a) Determine el esfuerzo de soporte entre la tubería de acero y la
lámina acero.
(b) Si el esfuerzo de apoyo de la placa de acero sobre la losa de concreto
debe limitarse a 90 psi, ¿cuál es la dimensión a mínima permitida de la
placa? (3 ptos.)
Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 3 de 6
4. Determinar el factor de seguridad sobre la barra CB cuando se aplica una carga concentrada de P =
25 kips en D. La barra de acero A-36 tiene una sección transversal de 1.50 in2
. Considerar a = 12 ft,
b = 7 ft, c = 9 ft, d = 2 ft. (3 ptos.)
Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 4 de 6
5. Se utiliza un perno de [22] mm de diámetro para conectar
dos partes rígidas de un conjunto como, se muestra en la
figura. El tornillo tiene una longitud a = [150] mm. La tuerca
se aprieta a mano hasta que esté ajustada (es decir, que no
hay holgura en el conjunto, tampoco hay fuerza axial en el
perno) a una temperatura de T = [40] °C. Cuando la
temperatura desciende a T = -[10] °C, determinar la tensión
normal en el perno. (3 ptos.)
E = Gp 200 GPa; α= 11.9 × 10−6
/ °C
Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 5 de 6
6. Un tubo de aluminio 2014-T6 con un área en su sección transversal de
600 mm2
se utiliza como la manga de un perno de acero A-36 que tiene
un área en su sección transversal de 400 mm2
. Cuando la temperatura es
T1= 15°C, la tuerca mantiene el ensamble en una posición ajustada de tal
manera que la fuerza axial en el perno es insignificante. Si la temperatura
aumenta a T2=80°C, determine la fuerza en el perno y la manga. (3 ptos.)
E = 200 GPa; α= 12 × 10−6
/ °C
Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 6 de 6
7. Los alambres AB y AC son de acero y el alambre AD
es de cobre. Antes de aplicar la fuerza de 150 lb, AB
y AC tienen cada uno una longitud de 60 in y AD de
40 in. Si la temperatura se incrementa en 80°F,
determine la fuerza en cada alambre necesaria para
soportar la carga. Considere Eac =29(103
) ksi, Ecu =
17(103
), αac = 8(10-6
)/°F, αcu = 9.60(10-6 )/°F. Cada
alambre tiene un área de sección transversal de
0.0123 in2
(3 ptos.)

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  • 1. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA Pág. 1 de 6 Examen N°1 4K05032 Resistencia de Materiales I – Impar Lunes, 17 de abril de 2023 Nombre: _______________________________________________ NOTA Código: ___________________ Firma: _____________________ Sección/Grupo: ________ Indicaciones Generales: * No se permite el uso de celular prendido durante el desarrollo del examen. * No se permite el uso de calculadora programable, copias ni apuntes. * Cualquier intento de plagio anula el examen. * No se permite respuestas escritas con lapicero rojo. * Resaltar o encuadrar las respuestas * Duración: 120 minutos * Puntaje: 20 ptos. 1. Una placa fina de polímero PQR es deformada de modo que la esquina Q se desplaza L1 = [1] mm hacia abajo a la nueva posición Q’ como que se muestra en la figura. Determina la deformación cortante en Q’ asociada con los dos bordes (PQ y QR). L2 = [300] mm, L3 = [120] mm, L4 = [750] mm. (3 ptos.) A
  • 2. Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 2 de 6 2. Se muestra un punzón para perforar placas de acero. Se requiere una fuerza de punzonado hacia abajo de 32 kips para perforar un orificio de 0,75 pulg. de diámetro en una placa de acero que tiene 0,25 pulg. de grueso. Determine el esfuerzo cortante promedio en la placa de acero en el instante en que se arranca el trozo circular de la placa de acero. (2 ptos.) 3. Una columna de tubería de acero (diámetro exterior de 6,5 pulgadas; espesor de pared de 0,25 pulgadas) soporta una carga de 11 kips. El tubo de acero descansa sobre una base cuadrada de acero que a su vez descansa sobre una losa de hormigón. (a) Determine el esfuerzo de soporte entre la tubería de acero y la lámina acero. (b) Si el esfuerzo de apoyo de la placa de acero sobre la losa de concreto debe limitarse a 90 psi, ¿cuál es la dimensión a mínima permitida de la placa? (3 ptos.)
  • 3. Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 3 de 6 4. Determinar el factor de seguridad sobre la barra CB cuando se aplica una carga concentrada de P = 25 kips en D. La barra de acero A-36 tiene una sección transversal de 1.50 in2 . Considerar a = 12 ft, b = 7 ft, c = 9 ft, d = 2 ft. (3 ptos.)
  • 4. Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 4 de 6 5. Se utiliza un perno de [22] mm de diámetro para conectar dos partes rígidas de un conjunto como, se muestra en la figura. El tornillo tiene una longitud a = [150] mm. La tuerca se aprieta a mano hasta que esté ajustada (es decir, que no hay holgura en el conjunto, tampoco hay fuerza axial en el perno) a una temperatura de T = [40] °C. Cuando la temperatura desciende a T = -[10] °C, determinar la tensión normal en el perno. (3 ptos.) E = Gp 200 GPa; α= 11.9 × 10−6 / °C
  • 5. Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 5 de 6 6. Un tubo de aluminio 2014-T6 con un área en su sección transversal de 600 mm2 se utiliza como la manga de un perno de acero A-36 que tiene un área en su sección transversal de 400 mm2 . Cuando la temperatura es T1= 15°C, la tuerca mantiene el ensamble en una posición ajustada de tal manera que la fuerza axial en el perno es insignificante. Si la temperatura aumenta a T2=80°C, determine la fuerza en el perno y la manga. (3 ptos.) E = 200 GPa; α= 12 × 10−6 / °C
  • 6. Ing. Marco Carpio, MSc Pág. 6 de 6 7. Los alambres AB y AC son de acero y el alambre AD es de cobre. Antes de aplicar la fuerza de 150 lb, AB y AC tienen cada uno una longitud de 60 in y AD de 40 in. Si la temperatura se incrementa en 80°F, determine la fuerza en cada alambre necesaria para soportar la carga. Considere Eac =29(103 ) ksi, Ecu = 17(103 ), αac = 8(10-6 )/°F, αcu = 9.60(10-6 )/°F. Cada alambre tiene un área de sección transversal de 0.0123 in2 (3 ptos.)