tarea y laboratorio de elasticidad

1. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS
DEPARTAMENTO DE FISICA-MATEMATICA
FISICA 2 (presión, densidad, Elasticidad) Tarea y LABORATORIO No. 1 23/01/17
Catedrático Ing. Cesar García Nájera .
Carne: ____________Nombre_____________________________________________________
FORMULARIO PARA PRIMER PARCIAL DE FISICA II
,
⁄
, 1 Pa = 1 N/m2
, PRESION MANOMETRICA =
Volumen de un cilindro = Volumen de una esfera =
Área de un circulo =
1. Escriba las unidades de medida de los siguientes parámetros en el sistema internacional:
a) Modulo de Young b) Presión. c) Densidad. d) Esfuerzo e) Fuerza f) Masa
g) Peso específico h) Densidad relativa. I) Modulo volumétrico.
2. Dos cilindros de igual masa tienen radios y alturas correspondientes: r1 = 2cm y r2 = 6cm,
H1 = 10cm y H2 = 20cm. ¿Cuál es la relación de las densidades del cilindro 1 respecto al
cilindro 2?
3. Calcule la masa de una esfera de hierro sólida que tiene un diámetro de 3 cm.
4. Calcular la densidad en kg/m³ de:
granito, si una pieza rectangular es de 0,05 m x 0,1 m x 23 cm, tiene una masa de 3,22 kg
5. Calcular la masa de:
a) 6.96 cm ³ de cromato de amónio y magnesio si la densidad es de 1,84 g/cm ³.
b) 86 cm ³ de fosfato de bismuto si la densidad es de 6,32 g/cm ³.
6. El radio de la Tierra (considere la tierra como una esfera) mide 6.38x106
m y su masa
5.98x1024
kg. ¿Cuál es su densidad?
7. ¿Cual es la presión sobre todas las caras de un ladrillo sabiendo que tiene un peso total de
20 Newton, y sus dimensiones son 20 cm de largo, 10 cm de ancho y 8 cm de altura.
8. Un alambre de 10 m de largo y 2 mm de diámetro se une al techo y a su extremo se une un
peso de 200 N. ¿Cuál es el esfuerzo aplicado?
9. En la pregunta anterior si la deformación unitaria del alambre es 3.8x10-3
, ¿cuál es el
cambio de longitud, expresado en metros?
10. En la pregunta anterior. Encuentre el módulo de elasticidad (Young) para el alambre.
11. ¿Qué condición debe cumplirse para que un material se comporte elásticamente?
12. *Suponga que el modulo de elasticidad es 1.5 x para un hueso y que este se fractura si se
le aplica un esfuerzo mayor a 1.5 x .
a) Cual es la máxima fuerza que puede ser ejercida sobre el fémur de la pierna si tiene un diámetro
efectivo de 2.5 cm?
b) Si esta fuerza se aplica en compresión, ¿cuanto se acorta un hueso de 25 cm de largo?
13. Sometemos un bloque cúbico de hierro de 10 cm de arista a una presión de 600,000 N/m2
.
¿Cuanto disminuye su volumen?
14. Un fluido disminuye un 1 % su volumen cuando lo sometemos a una presión de 108
N/m2
.
¿Cuál es su módulo volumétrico de compresión?

2. 15. Un alambre circular de acero de 2 m de longitud no debe estirarse más de 0.25 cm cuando se
aplica una tensión de 400 N a cada extremo. ¿Qué diámetro mínimo debe tener?
16. Una muestra de aceite con un volumen inicial de 3 600 cm
3
se somete a un aumento de
presión de 6 3.6 106
Pa y el volumen disminuye 0.45 cm3
. ¿Qué módulo de compresibilidad
tiene el material? ¿Qué coeficiente de compresibilidad tiene?
17. El módulo volumétrico del agua es 2.1 GPa . Calcule la contracción volumétrica de 100 ml de
agua cuando se someten a una presión de 1.5 MPa.
18. El limite elástico de una sustancia se define como el esfuerzo hasta el cual tiene
validez la ley de Hooke
a) Verdadero b) Falso
19.*Un gimnasta hace una flexión de bíceps. El húmero, puede aproximarse como un cilindro de
0.30 m de largo, con un radio exterior de 1.00x10-2
m y un núcleo interior hueco con un
radio de 4.0x10-3
m. Excluyendo el brazo, la masa del gimnasta es 63Kg. ¿(a) Cuál es esfuerzo
de de compresión del húmero? ¿(b) Cuánto se comprime el húmero? E=9x10
9
N/m
2
R: a) 2341964.98 N/m 2
b) 3.43 x 10-5
m
20. Un bloque cúbico de mármol se somete a una fuerza de compresión de 5000 N. Si se acorta
0.1 mm, ¿cuál es la dimensión de su arista?
R: 60 x 109
N/m 2
21. *Una barra de un determinado material se acorta 1 cm bajo la acción de una fuerza. ¿Cuánto
disminuirá otra barra del mismo material, pero sección doble y longitud triple que la
anterior, sometida a una fuerza mitad que la primera?
R: 0.0075 m
22. ¿Cuál es la fuerza máxima de tracción que puede soportar un fémur humano de 10 cm2
de
sección? ¿Depende ésta de la longitud del hueso?
R: 1.7 · 105
N.
23 Si el límite elástico y lineal de un hueso de 25 cm de longitud es de 7 · 107
N/m2
y su módulo de
Young es de 107
N/m2
, ¿cuál es la distancia máxima que puede estirarse de forma reversible?
R: 1.75 · 10-3
N.