Bianca Saavedra Tarea1 Resistencia de Los Materiales
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Estructura de la Materia Bianca Josefa Saavedra Olivares Resistencia de Materiales Instituto IACC 10/11/2018
1. De acuerdo a ley de Hooke ¿Cuál es el peso máximo que puede soportar una balanza
∗ N/m, si el
que cuenta con un resorte con una constante de fuerza (k) de 6 desplazamiento máximo permitido por diseño es de 2,8 cm?
La ley de Hooke es un libro de potencia restitutiva, es la que relaciona las fuerzas con las deformaciones. A través de un plato conectado a un resorte donde se le va agregando peso y se miden las deformaciones que se producen, se usa la siguiente ecuación:
= − ∗ 10 N/m
Fuerza (k) 6*
Desplazamiento 2,8 cm
, = 0,028[] =
= − ∗ = −6 ∗ 10 ∗ −0,028[] = 16800[]
2. En una cuerda elástica de 1 cm de diámetro, se encuentra colocada una masa de 10 kg y se encuentra estirada a una longitud de 80 cm; cuando se le agregan 4,5 kg más, la cuerda alcanza una longitud de 83,5 cm y al agregar 2 kg más, la cuerda se rompe. Calcule la constante del resorte de la cuerda y luego determine cuál es el rango de su límite elástico (esfuerzo necesario para alcanzar ruptura), suponiendo que el diámetro de la cuerda es constante. Justifique su respuesta de acuerdo con los conceptos aprendidos.
Calculo gravedad g= 9,8
[/ ]
10[] ∗9,8 = 98[] 10[] + 4,5 [] = 14,5[] ∗ 9,8 = 142,1[] [] − 98[] = 14,5 [] ∗ 9,8 = 142,1[]
142,1
(Longitud final -Longitud inicial)
83,5 [] − 80[] = 3,5 [] , = = 0,035 [] Constante K P=F
44,1[] = ∗ 0,035[] ,[] = ,[]
= 1260[/]
(10[] + 4,5[]) (10[] + 4,5[] + 2[]) Fuerza= peso
(10[] + 4,5[] + 2[]) ∗ 9,8 = 161,7[] Rango limite elástico
[] y 161,7 []
142,1
3. Es conocido que los metales (así como cualquier material) se expanden con el calor. En un modelo de esferas y resortes para dos materiales (A y B) con diferente coeficiente de expansión térmica, al calentar ambos materiales hasta la misma temperatura, A se expande más que B¿a qué parámetro del modelo se debe esta diferencia? Justifique su respuesta.
Al aplicar calor ó energía a los átomos vibran más de lo normal, es por eso que el parámetro de la constante de elasticidad (k) del resorte. Es por eso que al separarse la distancia determina un en lace que hay entre dos átomos marcando la diferencia. 4. Observe la siguiente imagen que corresponde a la geometría de una celda unitaria de un metal hipotético y luego constante.
a) ¿A cuál de los siete sistemas cristalinos pertenece este metal hipotético?
= ≠ , Sistema Tetragonal b) Y ¿A cuál de las 14 redes cristalinas de Bravis pertenece?
Es parte de la red cristalina, tetragonal porque se centra en el cuerpo. 5. Observe las propiedades del níquel (Ni) puro:
Elemento metálico
Es un buen conductor del calor y de la electricidad
Tiene buena resistencia a la oxidación y corrosión
Presenta esquemáticamente el siguiente efecto:
Suponga Ud. que un estudiante compañero suyo le comenta que, dadas las propiedades del níquel y el dibujo esquemático, este metal presenta un defecto de tipo Schottky. Luego, explique por qué su compañero identificó incorrectamente el tipo de falla o defecto cristalino, considerando las características de la estructura cristalizada en los materiales en este caso del níquel puro.
El defecto Schottky, son típicos de los materiales cerámicos, pues es un defecto que aparece para mantener la electroneutralidad del material. Se generan vacantes de iones de signo contrario para anularse de forma estequiométrica; con el fin de mantener una carga total neutra. Cada vacante es un defecto de Schottky por
separado. Si revisamos la figura se puede ver que el centro falta un átomo entonces es un defecto de vacancias y que en la categoría del defecto de tipo Schottky, por eso puede confundirse, pero pertenece a los defectos intersticiales. Por eso es importante observar primero antes de clasificar el defecto.
Bibliografía
Ley de Hooke
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_elasticidad_de_Hooke
Defecto Schottky https://es.wikipedia.org/wiki/Defecto_Schottky
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