RESISTENCIA DE MATERIALES SEMANA 1 IACC
Enviado por GmoCereceda • 8 de Septiembre de 2019 • Tareas • 1.080 Palabras (5 Páginas) • 6.891 Visitas
TAREA DE LA SEMANA 1
GUILLERMO ALEJANDRO CERECEDA CABEZAS
RESISTENCIA DE LOS MATERIALES
Instituto IACC
10-06-2019
Desarrollo
1. De acuerdo a los datos entregados en la figura adjunta. Determine la constante del resorte
que experimenta dicha dilatación. Considere para la aceleración de gravedad un valor de 9,8 [m/s²]
[pic 1]
Respuesta:
Para obtener la constante de elasticidad (k) debemos utilizar la Ley de Hooke, la cual se aplica con la siguiente formula
𝐹𝑥 = 𝑘∗Δ𝑥
En donde 𝐹𝑥 es la fuerza aplicada y Δ𝑥 es el delta de la distancia entre la distancia inicial del resorte sin peso y la distancia final del resorte ya con el peso aplicado.
De la fórmula anteriormente descrita debemos despejar la constante k que es nuestra incógnita, por lo que la formula final para obtener el valor de la constante quedaría de la siguiente manera
𝑘 = 𝐹𝑥
Δ𝑥
Del enunciando podemos obtener los siguientes datos:
g = 9,8 [m/s²] = Aceleración de Gravedad
x = 3 cm = Distancia final de elongación del resorte
m = 500 gr = peso total del cuerpo
Como trabajaremos en sistema internacional (SI) debemos transformar la distancia y la masa en metros y kilogramos respectivamente, quedando entonces
x = 0.03 mt
m = 0.5 kg
Al despejar la constante, nos aparece una nueva incógnita, esta es Fx que corresponde a la fuerza que genera el peso junto con la fuerza de gravedad sobre el resorte, entonces utilizando los datos del enunciado y la formula de fuerza gravitacional
𝐹𝑥=m*g
𝐹𝑥= 0.5 [kg] * 9.8 [m/s²]
𝐹𝑥= 4.9 [N]
Ya encontrada la fuerza podemos encontrar la constante de elasticidad
𝑘 = 𝐹𝑥
Δ𝑥
𝑘 = 4.9
0.03[pic 2]
𝑘 = 163,33 [N/m]
La constante de elasticidad del resorte es de 𝑘 = 163,33 [N/m]
2. Indique una característica de los siguientes materiales que son afectadas al someter a
distintos estímulos según el modelo esferas-resortes:
Fenómeno | Material | |
Acero | Polímero | |
Calentamiento Constante | Los átomos del acero se encuentran ordenados en una estructura cristalina quedando algunos electrones libres, esta estructura cristalina se mantiene en movimiento constante dentro de su equilibrio. Al someter a calentamiento constante una barra de acero se genera una excitación en esta estructura lo que provoca una alta vibración ocasionando aumento de su energía y enlaces más fuertes. Si este calentamiento constante se mantiene puede llegar a la temperatura que nos entregue elasticidad del acero para poder moldear, con esto no se rompe el enlace pero si se mantiene el calentamiento el acero puede cambiar de estado a líquido ocasionando que la estructura cristalina no sea ordenada y perdiendo el enlace fuerte que se tenía en el origen. | Los polímeros se encuentran formados por átomos que forman estructuras cristalinas y amorfas, esto se conoce como materiales semicristalinos. Al suministrarle calor se produce una transición vítrea lo cual genera una disminución en densidad, dureza y rigidez, por lo que al suministrar calor constante no existe una rotura de su composición sino que nos permite la derivación de otros polímeros, por ejemplo los termoplásticos. Pero al suministrar continuamente calor puede llegar a la temperatura de degradación la que genera que la destrucción de la estructura semicristalina del polímero. |
Enfriamiento Rápido | Como se mencionó antes, al suministrar calor constante a la barra de acero existe una excesiva vibración y enlaces más fuertes hasta que este cambie su estado. Al enfriar rápidamente la barra se generar una disminución brusca de la temperatura y una disminución de la vibración de su estructura cristalina hasta mantener su equilibrio. El enfriamiento del acero se conoce como temple. | Al igual que el acero al producir un enfriamiento rápido se genera una rigidez de las estructuras cristalinas y amorfas. |
3. Caracterice la estructura cristalina que representa a los metales. Indique el tipo de celda
unitaria y una característica.
[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]
[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19]
[pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]
[pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34]
[pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]
Esta imagen dibujada representa una estructura cristalina de los metales, ya que existe un arreglo interno ordenado, es decir cada uno mantiene el mismo orden y figura. Los cuatro átomos dentro del cuadrado corresponden a una celda unitaria, ya que repiten en toda la estructura cristalina. La unión de todas estas celdas unitarias conforma la estructura completa.
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