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1. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESIME UNIDAD AZCAPOTZALCO
LABORATORIO DE ANÁLISIS EXPERIMENTAL DE ESFUERZOS
Ing. RUIZ CANO JAIME
1
Laboratorio de Resistencia de
Materiales
Practica #2
Esfuerzo Cortante en Materiales.
Nombre: Cervantes Rivas Jessica
Boleta: 2015361108
Grupo: 4RV1

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𝑎
Una palanca está unida al eje de una válvula de compuerta de acero con una
chaveta cuadrada como se muestra a la figura, si el esfuerzo cortante en la
chaveta no debe sobrepasar 125MPa determine la dimensión mínima “a” que
debe usarse si la chaveta tiene 20 mm de longitud.
Al analizar el planteamiento nos damos cuenta que la chaveta está evitando el giro de la palanca por lo
tanto al hablar de tendencia a girar se habla de momento y se realiza la siguiente ecuación tomando
como referencia el eje de rotación:
∑ 𝑀𝑜 = 0 = −1𝐾𝑁(625𝑚𝑚) + 𝑅𝐴
𝑹 𝑨 = 𝟐𝟓 𝑲𝑵
Si se sabe que el esfuerzo máximo será igual a 125 MPa y tomando en cuenta la ecuación para obtener
esfuerzo cortante se obtiene.
125𝑀𝑃𝐴 =
𝑉
𝐴
=
25 𝐾𝑁
𝐴
Como se observa en la siguiente figura el área será igual a la longitud de su lado por la profundidad de
la chaveta:
𝐴 = 𝑎(. 02𝑚)

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Se sustituye y obtenemos:
125𝑀𝑃𝐴 =
25 𝐾𝑁
𝑎(.02𝑚)
Al despejar:
𝑎(.02) =
25𝐾𝑁
125𝑀𝑃𝐴
𝑎 =
25𝐾𝑁
125𝑀𝑃𝐴(.02𝑚)
𝒂 = 𝟎. 𝟎𝟏𝒎

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Una prensa hidráulica perforadora de 220 463 lb de fuerza
aplicada se usa para perforar una placa de acero de .5 in de espesor como se
ilustra en la fig. , si la resistencia promedio al corte por perforación es de 40
Klb/in2 determine el diámetro máximo del agujero que puede hacerse.
El planteamiento nos indica que debemos obtener el diámetro máximo con una carga de 220 463 lb sin
que se fracture contamos con los siguientes datos:
𝜏 = 40
𝐾𝑙𝑏
𝑖𝑛2
(𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒)
𝑉 = 220463𝑙𝑏 (𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒)
Tomando en cuenta que mi área será el área
sombreada como a continuación se ilustra
obtenemos:
𝐴 = 𝜋( 𝑑) 𝑥. 5𝑖𝑛
Al aplicar la fórmula de esfuerzo cortante:
𝜏 =
𝑉
𝐴
Despejamos el área y se obtiene:
𝐴 =
𝑉
𝜏

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Sustituyendo datos:
𝜋( 𝑑) 𝑥. 5𝑖𝑛 =
220463𝑙𝑏
40000 𝐿𝑏/𝑖𝑛2
Al despejarse el diámetro:
𝑑 =
5.511𝑖𝑛2
𝜋(.5𝑖𝑛)
𝒅 = 𝟑. 𝟓 𝒊𝒏

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.4
Una carga "p" se aplica a una varilla de acero soportada por una placa de
aluminio en la que se ha perforado un barreno de .6 in de diámetro. Si se
sabe que el esfuerzo tangencial no debe exceder de 18ksi en la varilla de
acero y de 10 ksi en la placa de aluminio determine la carga máxima "p" que
puede aplicarse a la varilla y la carga máxima "p" que se puede aplicar en la
placa.
A continuación analizaremos si se busca el esfuerzo cortante en la varilla, el área afectada será solo su
diámetro y el espesor de la parte superior del barreno como se muestra a continuación:
1.6 in
P
.4 in
.25 in
.6 in
Diámetrode la varilla
Espesorde
la varilla
P

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En cambio sí se busca el esfuerzo cortante en la placa de aluminio, el área afectada será el diámetro
de la parte superior del barreno cortando el espesor de está.
Tomando en cuenta lo anterior se analizaran individualmente los esfuerzos.
Para el esfuerzo cortante de la varilla:
Área:
𝐴 = .6 𝜋 (.4)
𝐴 = 0.753 𝑖𝑛2
Se sabe que el esfuerzo máximo es de 18ksi para la varilla y utilizado la fórmula de esfuerzo cortante
obtenemos
𝜏 =
𝑉
𝐴
Despejamos la fuerza cortante y se obtiene:
𝑉 = 𝐴𝑥𝑇
Sustituyendo
𝑉 = .753𝑖𝑛2
(18000𝑝𝑠𝑖)
𝑽 = 𝟏𝟑𝟓𝟓𝟎 𝐩𝐬𝐢 = 𝟏𝟑. 𝟓𝟓𝐤𝐬𝐢
Diámetroque serácortado
por el barreno,atravesando
la láminade aluminio
Espesorde la láminade
aluminio

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Para el esfuerzo cortante en la placa
Área:
𝐴 = 1.6 𝜋 (.25)
𝐴 = 1.256 𝑖𝑛2
Se sabe que el esfuerzo máximo es de 10ksi para la varilla y utilizado la fórmula de esfuerzo cortante
obtenemos
𝜏 =
𝑉
𝐴
Despejamos la fuerza cortante y se obtiene:
𝑉 = 𝐴𝑥𝑇
Sustituyendo:
𝑉 = 1.256𝑖𝑛2
(10000𝑝𝑠𝑖)
𝑽 = 𝟏𝟐𝟓𝟔𝟎 𝐩𝐬𝐢 = 𝟏𝟐. 𝟓𝟔𝐤𝐬𝐢

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