Trabajo-2 4d2k5v
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Eiercicios
E. Calcub la suDeñc¡e
Cizallamiento y restos de láminas de chapa
en dm2:
1t
s
medidas en cm
c.
medidas en m
ualcule la chapa rcquedda, la supefic¡e v el clespercl¡c¡o en %
23
D. Calcule el dsperdicio en % con'D =
1
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O = 0,6't9'Ú
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Ejercicios
2
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Gálculo de longitudes en bruto
1.
un acero cuadrado de 30 mm de arista y 1200 mm de longitud ha de ser laminado en 10x20 mm. ¿Qué longitud tendrá el hieno plano en m?
2.
Se desea fabricar por extrusión en frío un arbol de 60 mm y 200 mm de longitud. Calcule la longitud en bruto cuando la pieza de partida es un lingote de 80 mm de diámetro. El extremo de un árbol de 95 mm de espesor recibe un pivote de g0 mm de longitud
3.
y
O 65. Calcule la longitud en bruto cuahdo la merma por combustión es de 5Yo. 4.
Se quiere forjar en un hieno plano de 60x30 mm de sección transversal una chaveta de 120 mm de longitud. ¿Con qué longitud en bruto hay que contar?
5.
El extremo de un árbol de 45 mm de diámetro recibe un vértice cónico de 13S mm de longitud. Calcule la longitud conformada.
6:
El extremo de una bana cuadrad a25 derejilla decorativa ha de ser forjado en forma piramidal de 65 mm de longitud. Calcule la longitud en bruto.
7.
El extremo de una bana cuadrada de 45x45 mm ha de ser conformado
en
12x45x60 mm. ¿Cuál es la longitud en bruto cuando la merma por combustión
es
I
de 8o/o?
(
8.
26 mm de longitud de un hieno plano de 30 x1 5 mm se conforman con un martillo de aplanar. ¿Qué espesor tendrá el achatamiento cuando se mide una longitud resultante de 37 mm?
)
Oe un acero redondo de 25 mm se quiere fabricar por recanteado una espiga según dibu¡o. Calcule la longitud en bruto cuando la merma por combustión es deTo/o. ,
S.
\-
10. Se desea
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fabricar por extrusión en frío un manguito de 138 mm cte longitud y diámetros de.2o y 44 mm. ¿Qué longitud ha de tener el árbol bruto? (DR : D)
11.
Se desea fabricar de un lingote como pieza de partida de 30 mm de diámetro y 30,7 mm de longitud por extrusión en frío un manguito con diámetros de 30/35 mm. ¿Qué longitud tendrá la pieza fabricada?
.12.
En una estampería se quiere fabricar un pivote cuadrado de 25x28x140 mm de longitud de un acero redondo. ¿cuál es el diámetro del acero redondo cuando la
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=E;= lH
'.".: L--S -J
í/l--------¡ I--
longitud es de 91 mm?
r-
13.
Con una extrusora de 350 mm de diámetro de émbolo y 600 mm de canera se producen 400 m de alambre por carera. Calcule el diámetro del alambre en mm.
2t
F57
kF 2
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Ejercicios
é
Masayfuerza ponderat
1.
Convieda la masa:
2.
'l Conviertá la fuerza ponderal: al 12O N en kN b) 360 cN en N c) 20 daN en N d) 3 kN en.dN e) 2MN en kN 0 300 dN en daN g) 2. 106cN en kN
3.
Un cuerpo de 8,9 kgy'dm3 de densidad t¡ene un volumen de 320 cm3. Calcule la masa y lafuerza ponderal en el nivel normal cero (S = 9,80665 nvs1.
4.
¿Qué enor resulta de operar redondeando la atracció¡ de la gravedad a 10 m/s'¿?
5.
Siendo 20 kg la masa de un peso, ¿cuál es su fueza ponderal en N?
6.
Siendo para una cuerda de cáñamo la fueaa de tracción isible de 300
4300genkg b)450mgeng c)0,4tenkg d) 3.1(rsteng e) 2.10o9 en kg f) 6'10{kg en dg g) 3,6 dg en cg
¿cúántos kg de carga se pueden alzar cort ella?
7.
^,,/""/
Un balde contiene 35 litros de agua. ¿Con qué fuer¿a de tracción.se tiene gue izar el,.,t/
cubo?
8.
¿Cuá es el volumen de una pieza de fundición de acero de 22,5 N de fuerza ponderal?
10
(9,)
- .
Una cadena que cuelga perpendicularmente tiene una masa de 150 kg. ¿Qué carga en t se le puede colgqr cuando ite una fueza de tracción de kN?
10.
Una balanza
11.
Un contrapeso de acero en forma de cubo ha de actuar con 250 dN de fuerza de tracción. Calcule la longitud de la arista en mm (g = 9,81 rn/sl.
.
Parael equilibrado de una rueda portante se determina un desequilibrio estáüco 16 cN. Como peso de compensación se emplea una planchita de acero de20 mm de
I
.
\
1t
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12.
fl"
,n peso marca 65 kg cuando una persona empuja perpendicularla balanza con 60 N. ¿Guál es la masa del peso? mente sobre "o,i
diámetro. Calcule el espesor del material en
de ,/ ,/
6,;l
mm.
13.
Una bola de 40 mm de @ tiene una masa de 9.10-'?kg. ¿Qué fueza ponderal en dN tiené entonces otra bola de 60 mm del mismo material?
t+.)
Oos chapas de diferentes densidades y espesores tienen con superficies iguales la misma fuerza ponderal. ¿Qué relación existe entre las densidades y los espesores de las chapas?
15.
Una chapa de acero de 1 m2 de superficie tiene una fuerza ponderat de 7,85.10-2 kN.
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''' i'
Galcule el espesor de la chapa en mm.
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Ejercicios
2
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1.
2.
Velocidad uniforme
Un ciclista necesita para un trayecto de 28 km de longitud t h 45 min: Galcule la velocidad media en km/h.
¿Qué espacio recorre un automóvil en 15 min con una velocidad media de g5 km/t¡?
3.
¿cuánto tiempo necesita un conedor para un trayecto de 2,4 km cuando corre con una velocidad media de 5 m/s?
4.
Durante uh control de tráfico se registran 4 segundos como tiempo empleado por un automóvil para recorrer un trayecto de 100 m. calcule la velocidad en m/s, m/min, km/h.
5.
Un'tren expreso de 215 m de longitud pasa un puente de 156 m de longitud a 100 km/h. ¿Cuántos segundos sufre peso el puente?
7.
un arbol de 45 mm de diámetro ha de ser trabajado con.una velocidad de 21 m/min. ¿Qué número de revoluciones hay que aiustar en la máquina?
8.
¿Qué diámefo máximo de árbol se puede trabajar con 136 1,/min sin exceder la velocidad de corte de 32 m/min?
I
9.
Una muela de esmeril con 300 mm de diámetro ha de girar con 1200 revolucíon"" Oo, minuto. ¿Cuá es su velocidad de esmerilado en m/s?
t0
10.
¿Cuá es el diámetro de una polea de hansmisión que efectúa 310 revoluciones por
minutoygiracon3,4mls? .ü.
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polea de cable de 460 mm de diámetro gira con una "='velocidad periférica de
8,4 m/s. Calcule su número de revoluciones.
.12.
¿Qué diámetro máximo ha de tener una pieza a tomearbuando la velocidad de corte
no debe de exceder los 45 m/min a 3'10 1/min?
13.
¿Hasta qué diámetro se puede perforeir con una máquina cuya relacíón de revoluciones a velocidad de corte es de 20:1?
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*
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79
Ejercicios
1..
Presiónyfuerzb
¿cuál es la carga máxima para una placa de base de 250 x3s0 mm cuando la presión
superficíal isible es de 4 N/mm,?
2. 3.
una placa, de fundamento con sección transversal cuadrada de 3s0x3s0 mm soporta una carga de 15 t. Calcule la presión superficial ejercida en N/mm2. La carga de una viga IPB-240 es de 47,5 kN, la presión superficial 2,S N/mm2. Calcule la longitud de lado'de la base. . ,.
-l -
.
4.
¿Qué diámetro ha de tener un sombrerete cuando para una carga de 45,2 kN se indica una presión superficial isible de 9 tVmmr?
5.
Para un gorrón de apoyo anular de 36 kN de carga ha de tener la presión superficial isible 7,55 N/mm'?. ¿Qué diámetros se requieren pAra una relación de diámetros de 1:2?
6.
¿Qué fueaa de compresión produce un pistón de trabajo de 180 mm de diámetro con 12 bar de presión de habajo?
7.
Calcule el diámetro de un émbolo derflresión que ha de producir una fueaa de compresión de 490 kN con 58 bu, y'
f.
iCuantos bar se requieren para un pistón de trabajo de ZSO mm que ha de trabajar con una fue''a de compresión de 74 kN? i-: ;:,,.1".. ,
9.
|
.
., Ztlr:a i ;i,tr -
.,; . .;,
Sobre el diámetro de un pistón de 255 mm actúan 7 bu. t-atensión abmisibrc áe / tomillo es de 60 N/mmz. Calcule el número de tornillos M 14. .,.--. :
.
12
10.
¿Cuál es la superficie proyectada por ún perno (en
longitud de
11.
1,2xd?
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de 72 mm O"
,:
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-,
áíar"tro y rn"
,
El diámetro de 60 mm del perno de un cojinete de fricción soporta una carga de 36 kN. La presión superficial isible es de 8 N/mmr. ¿eué longitud de cojinete se
requiere? 13
'r: Ti-qi,i",
o l-::?,-
'! i-
12.
calcule el diámetro y la longitud de eje portador del eje de rueda de una grua cuando *, la carga por rueda es de 54 kN y la presión supérfic¡al isible 5 N/mn¡, (la ielación' - " de1:d ha de ser de 3:1).
13.
Sobre un émbolo de presión de 240 mm de diámetró actúa una presión de trabajo de 8 bar. El émbolo de presión actúa sobre un cilindro de 40 mm. Calqule la presión final en N/cm2.
FenN
20
60
N/mm2
65 tt/mm2
85
7 Ejercicios
1. 2.
Mezcla de calor
¿Qué cantidad de calor se requiere en kJ para calentar 120 I de agua de 20.C a
g5.c?
¿cuá es la tgmperatura de mezcla resultante de mezclar 80 I de agua de 10"c y 40 de agua de 70"C?
t
un recipiente contiene 25 I de agua de 12"c. ¿eué cantidad de agua caliente de 70"C hay que añadir pril?r que la temperatura suba a gg,ZS"C? 90 I de agua fría se mezclan cori o0 I de agua caliente de gffG para obtener agua de baño de 38'C. ¿Cuál era la temperatura del agua fría? 5.
40 I de agua fría de'12'c se mezclan con 120 I de agua caliente de 45"c. calcule la temperatura del agua. En una caldera se ha de obtener de agua tría de 12.c y agua caliente de 62"c una mezcla de agua de 120 I de 36"G. ¿cuáles son las cantidades necesarias?
7,8
7.
una bañera contiene 90 I de agua de 10'c. ¿eué cantidad de agua de gO"c hay que añadir para obtener una temperatura de 40.C?
8.
¿cuántos litros de agua fría de 10'c hay que mezclar con agua caliente de 60"c para obtener 160 I de agua de baño de 45"C? . ,'
9.
50 kg de acero de 600"c se endurecen por temple en't0o kg de agua de 12.c. ¿En cuántos grados aumenta la temperatura del agua?
10.
una plancha coriada de acero de 150 kg se enfría en 250 I de agua de ls.c. La temperatura del agua aumenta a 7o"c. calcule la temperatura de la plancha de
l^"
acero.
11.
'En
el endurecimiento por temple de un tubo de cobre calentado de 620.C en 1S0 lde 16'c aumenta la temperatura del agua a 60"c. calcule el peso del tubo de
agua de
cobre.
fi-13
12. 2 kg de material de 400'c
se enfrían en 20 I de agua de 12"c. La temperatura de equilibrio resultante es de 1S,S.C. ¿Cuál es el material?
't3.
un eje de acero de 30 kg calentado a 160.c se endurece por temple en 200 I de aceite para máquinas (densidad: 0,91).'¿cuál es la temperatura inicial del aceite cuando la temperatura de equilibrio resultante es de 60"C?
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17
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It"c
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65
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temperatwa de mezcla
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tempetdura de agua cal¡ente
2t
Éffi:'"' 30
I
agua de
14 C
5kg
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calentaniento
W /BOC
Eiercicios
I
1.
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I
W
¿Qué trabajo ejecuta un aprend¡z en Nm y J para elevar SS kg: a) 1,4 m, b) 1,92 m,
-l
c) 0,85 m?
.T FI
L
F
Trabajo, potenc¡a y rend¡miento
2.
¿Cuá sería su potencia (véase el ejercicio número 1) en Nn/s y W al alzar los 55 kg en
8 segundos 1,4 m2
5
3.
Para elevar una viga en T de 350 kg se requiere un trabajo de 1312,5 J. ¿A qué altura se eleva la viga?
4.
Un cuerpo de 75 kg de peso necesita 12 segundos p¿¡ra un reconido de 100 m. Calcule la potencia en Nm/s y en vatios.
5.
Una bomba transporta en una hora 40 m3 de agua de una profundidad de 8 m. ¿Cuál
ü= -_=::
t-----
6,7
es la potencia de la bomba en kW? ¿Qué masa puede elevar un motor de grua de 12 kW en 20 segundos 4 m?
o-
¿Cuanto tiempo necesita una grua de taller de 3 kW para elevar una masa de 1850 kg
7.
2,3m?
8.
Se quiere llenar con agua en 20 min un recipiente cilíndrico de 3 rn de diámetro y 2 m de altura. ¿Qué potencia de bomba (kW) se requiere para una altura de elevación de
,6
m?
9. ¿Qué potencia ftW) transmite una conea plana cuando con un diámetro de polea de transmisión de 200 mm y con 750 1/min se somete a una fueza de tracción de 700 N?
10.
Un motor eléctrico absorbe
4 kW de potencia
eléctrica
y emite una.potencia
mecánica de 3450 J/s. ¿Cuál es su rendimiento? Pa
11.
El motor de un elevador absorbe 5 kW. ¿Cuá es el rendimiento de la planta cuando se requieren 16 segundos para elevar una masa de 650 kg una altura de 9,2 m?
12. ¿Cuál es la potencia generada (kW) por una turbinadeT0o/o de rendimiento por la que afluyen en 20 segundos 10 m3 de agua con una caída de 18 m? 13.
Una bomba de émbolo de simple efecto de 225 mm de diámetro y 450 mm de canera trabaja con una presión de émbolo media de 4,5 bar y con una velocidad media de émbolo de 2,5 m/s. Siendo el rendimiento de la planta de 7ío/o, ¿1tJé potencia motriz (en kW) se requiere?
s
t5
2 minutos.
rY,*,wt "aóstracto.
19
5,31
t.42
x+
Y rendimíento
97
Ejercicios
Accionamiento múltiple por corea
1.
un accionamiento por conea tiene las transmisiones parciales 3:4 y 2:3. calcule la transmisión total.
2.
¿Qué número de revoluciones requiere un motor para alcarlzar mediante dos transmissiones parciales de 1:1 ,5 y 1:2 un número final de revolúéiones de 2610 1/ min? El número de revoluciones de un motor de 1440 1/min ha de ser transmitido por una transmisión total de 2 :5. ¿Qué número final de revoluciones se alcanza? La propulsión de una muela abrasiva ha de efectuarse por medio de una transmisión
total de 1:6. Estando dada la primera transmisión parcial d9 3:4, ¿cuál seÉ la segunda transmisión parcial? una taladradora de montante recibe sus revoluciones de operación por medio de dos '5 transmisiones parciales de 3 :1 y : 3. calcule el número de revoluciones de operaciones cuando el número de revoluciones del motor es de 1250 1/min. 6.
El husillo de trabajo de una'fresadora recibe su fueaa motriz por medio de las transmisiones parciales de 2:3, 3:4 y 4:5. jCuál es la transmisión total?
7.
¿Qué número de revoluciones de pulido se alcanza cuando el número de revoluciones motriz de 1440 1/min se altera mediante dos transmisiones parciales de 1:3 y tl, {'l 1,5:4?
Un accionamiento doble por co.nea tiene con dos transmisiones parciales idénticas una transmisión total de 2,25:1. Galcule las transmisiones parciales.
calcule el número inicial de revolucionés de una rueda cuando con una transmisión total de 8:3 el número final de revoluciones de la rueda es de 450 1/min. 10.
Consérvando la misma transmiéión total, se quiere sustituir la transmisión triple de 1:3, 3:4 y 1 :1 ,5 con dos transmisiones parciales idénticas. ¿euáles son las transmisiones parciales? .
'11.
Para un accionamiento doble por correa se dan los valores en el dibujo. calcule el número final de revoluciones en todas las formas posibles. . ,/
12.
El producto de dos transmisiones parciales es de 3ll4. calcule la segunda transmisíón parcial cuando la primera trabaja en una relación de 1,S:1.
13.
La primera hansmisióh parcial es de 1:3. La segunda ha dd dar por resultado,
,/
multiplicada por 3/4,1a transmisión total modificada de 1:8. ¿cuál era la transmisión parcial inicial?
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Momento y potencia
Eiercicios
1.
Sobre el brazo de palanca de una llave de tuercas de 200 mm actúa una fuerza de apriete de 120 N. Galcule el momento en Nm.
2.
El rnomento de apriete de una tuerca es de 36 Nm. ¿Qué longitud de palanca (en mm) se requiere para una fuerza manual de 80
N?
.i
i
En un freno de Prony se ajusta la longitud de la palanca par4 0,955 m. ¿Qué par motor en Nm resulta para un peso de carga de 15,5
kg?
4.
:
¿Cuál es la potencia util en W de un motor que para un número de revoluciones de 1200 1/min produce un momento de 45 Nm? Una muela abrasiva transmite con una potencia de 1500 W un par motor de 5,45 Nm. Galcule el número de revoluciones. La palanca de un banco de ensayos de motores tiene 955 mm de longitud. Frenando el motor, se mide una potencia efectiva a 3200 1/min de 50 kW ¿Con qué peso de carga en kg se logra el equilibrio?
7.
El brazo de palanca de 433 mm de un freno de Prony se somete a24kg. ¿Cuál es la potencia producida en kW suponiendo un número de revoluciones de 2400 1/min.
Un árbol de 150 mm de diámetro se mecaniza a 160 1/min. La fueza de corte medida es de 1800 N. Calcule la poteñcia de corte: a) con la ecuación general de potencia, b)
con la ecuación dé conespondencia, c) con la ecuación de valores numéricos. 9.
10.
Para una fresa de.80 mm de diámetro. se requiere a un número de revoluciones de 100 1/min una potencia motriz de 1600 Nm/s. ¿Quéfuerzade corte en N se necesita? Una conea plarla de 6x75 transmite 88 W/mm de ancho de conea. Para un número
de revoluciones de 1260 1/min se tiene una tensión por tracción isible de 1,5 lVmrni. Calcule el diámetro de la rueda de transmisión en mm.
11.
Una taladradora con una potencia de 200 W marcha con 680 revoluciones por minuto. Calcule el diámetro de broca en mm cuando se míde una resistencia al corte de 936 N.
12. Un motor de pie de 3 kW de potencia tiene una velocidad angular de 95 1/s. ¿Qué diámetro en mm ha de tener la rueda de transmisión cuando láfueza de tracción en la correa plana es de 300 N?
MenNm 17
20
t8
noto¡ de dos dempos
i=2:3 =20
FenN
MenNm
119
Ejercicios
5.6
Gono e inclinación
.
un cono tiene 150 mm de longitud y un diámetro de 7s mm. ¿cuá es su conicidad?
2.
Para un cono de ciene de 60 mm de longitud se prescribe una conicidad de 1:s.
1
¿Cuáles su diámetrb?
3.
En el extremo de un árbol de 60 mm de diámetro se hace un cono con una conicidad
de 1:1,5. ¿Cuál es la longitud del cono?
4.
un cono tiene un diámetro de 50 mm y una longitud de 1s0 mm. ¿cuál es
su
inclinación?
5.
La conicidad de un mandril de sujeción de 1 20 mm de longitud es mayor 65 mm. Calcule el diámetro menor.
6.
un cono de ciene con la coiricidad de 1:6 tiene diámetros de 70fl5 mm. calcule la longitud, la inclinación y el ángulo de incidencia.
7.
Un perno de 300 mm de longitud se adelgaza en forma cónica ¿e OO mm a 50 mm de diámetro. Calcule la medida de ajuste de la contrapunta (con controD.
8.
Un macho de grifó de ciene de 1 1 0 mm de longitud tiene una conicidad de 1 :5 y un diámetro mayor de 62 mm. calcule el diámetro menor y el angulo de incidencia.
1 : g0,
el diámetro
'n
La conicidad normalizada para pasadores cónicos es de 1;50. calcule'para una clavija cónica con medidas de 8x60 mm el diámetro mayor. 10.
Un pasador cónico normalizado tiene diámetros
de
1O/12,4
mm. ¿Cuál es su
longitud? 11.
La inclinación normalizada para chavetas longitudinales es de 1:100. Galcule para una chaveta deluerza de 8 mm de altura y 40 mm de longitud la altura de inclinación.
t2. un acero cuadrado de75x75 mm
ha sido adelgazado en una longitud de 90 mm en una relación de 1:15. Calcule la cara cuadrada menor y la inclinación.
R,t, 13.
14.
Una chave!4_t¡anSversal con un adelgaza¡¡¡s¡to de 1:25 tiene una inclinación de 3 mm. Calcule la longitud de la cuña. Calcule el ángulo de inclinación para una chaveta transversal con un adelgazamiento
de 1:20.
20 É-¿r
22 o
contrd
127
E. Calcub la suDeñc¡e
Cizallamiento y restos de láminas de chapa
en dm2:
1t
s
medidas en cm
c.
medidas en m
ualcule la chapa rcquedda, la supefic¡e v el clespercl¡c¡o en %
23
D. Calcule el dsperdicio en % con'D =
1
sup€tñcietr=0,5-Ú
@ silrporticre
A = O,nS.Ú
g'¿4¡e¡ñcle
O = 0,6't9'Ú
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Ejercicios
2
'##
Gálculo de longitudes en bruto
1.
un acero cuadrado de 30 mm de arista y 1200 mm de longitud ha de ser laminado en 10x20 mm. ¿Qué longitud tendrá el hieno plano en m?
2.
Se desea fabricar por extrusión en frío un arbol de 60 mm y 200 mm de longitud. Calcule la longitud en bruto cuando la pieza de partida es un lingote de 80 mm de diámetro. El extremo de un árbol de 95 mm de espesor recibe un pivote de g0 mm de longitud
3.
y
O 65. Calcule la longitud en bruto cuahdo la merma por combustión es de 5Yo. 4.
Se quiere forjar en un hieno plano de 60x30 mm de sección transversal una chaveta de 120 mm de longitud. ¿Con qué longitud en bruto hay que contar?
5.
El extremo de un árbol de 45 mm de diámetro recibe un vértice cónico de 13S mm de longitud. Calcule la longitud conformada.
6:
El extremo de una bana cuadrad a25 derejilla decorativa ha de ser forjado en forma piramidal de 65 mm de longitud. Calcule la longitud en bruto.
7.
El extremo de una bana cuadrada de 45x45 mm ha de ser conformado
en
12x45x60 mm. ¿Cuál es la longitud en bruto cuando la merma por combustión
es
I
de 8o/o?
(
8.
26 mm de longitud de un hieno plano de 30 x1 5 mm se conforman con un martillo de aplanar. ¿Qué espesor tendrá el achatamiento cuando se mide una longitud resultante de 37 mm?
)
Oe un acero redondo de 25 mm se quiere fabricar por recanteado una espiga según dibu¡o. Calcule la longitud en bruto cuando la merma por combustión es deTo/o. ,
S.
\-
10. Se desea
tuffi
fabricar por extrusión en frío un manguito de 138 mm cte longitud y diámetros de.2o y 44 mm. ¿Qué longitud ha de tener el árbol bruto? (DR : D)
11.
Se desea fabricar de un lingote como pieza de partida de 30 mm de diámetro y 30,7 mm de longitud por extrusión en frío un manguito con diámetros de 30/35 mm. ¿Qué longitud tendrá la pieza fabricada?
.12.
En una estampería se quiere fabricar un pivote cuadrado de 25x28x140 mm de longitud de un acero redondo. ¿cuál es el diámetro del acero redondo cuando la
t3
=E;= lH
'.".: L--S -J
í/l--------¡ I--
longitud es de 91 mm?
r-
13.
Con una extrusora de 350 mm de diámetro de émbolo y 600 mm de canera se producen 400 m de alambre por carera. Calcule el diámetro del alambre en mm.
2t
F57
kF 2
;
Ejercicios
é
Masayfuerza ponderat
1.
Convieda la masa:
2.
'l Conviertá la fuerza ponderal: al 12O N en kN b) 360 cN en N c) 20 daN en N d) 3 kN en.dN e) 2MN en kN 0 300 dN en daN g) 2. 106cN en kN
3.
Un cuerpo de 8,9 kgy'dm3 de densidad t¡ene un volumen de 320 cm3. Calcule la masa y lafuerza ponderal en el nivel normal cero (S = 9,80665 nvs1.
4.
¿Qué enor resulta de operar redondeando la atracció¡ de la gravedad a 10 m/s'¿?
5.
Siendo 20 kg la masa de un peso, ¿cuál es su fueza ponderal en N?
6.
Siendo para una cuerda de cáñamo la fueaa de tracción isible de 300
4300genkg b)450mgeng c)0,4tenkg d) 3.1(rsteng e) 2.10o9 en kg f) 6'10{kg en dg g) 3,6 dg en cg
¿cúántos kg de carga se pueden alzar cort ella?
7.
^,,/""/
Un balde contiene 35 litros de agua. ¿Con qué fuer¿a de tracción.se tiene gue izar el,.,t/
cubo?
8.
¿Cuá es el volumen de una pieza de fundición de acero de 22,5 N de fuerza ponderal?
10
(9,)
- .
Una cadena que cuelga perpendicularmente tiene una masa de 150 kg. ¿Qué carga en t se le puede colgqr cuando ite una fueza de tracción de kN?
10.
Una balanza
11.
Un contrapeso de acero en forma de cubo ha de actuar con 250 dN de fuerza de tracción. Calcule la longitud de la arista en mm (g = 9,81 rn/sl.
.
Parael equilibrado de una rueda portante se determina un desequilibrio estáüco 16 cN. Como peso de compensación se emplea una planchita de acero de20 mm de
I
.
\
1t
-ffi
12.
fl"
,n peso marca 65 kg cuando una persona empuja perpendicularla balanza con 60 N. ¿Guál es la masa del peso? mente sobre "o,i
diámetro. Calcule el espesor del material en
de ,/ ,/
6,;l
mm.
13.
Una bola de 40 mm de @ tiene una masa de 9.10-'?kg. ¿Qué fueza ponderal en dN tiené entonces otra bola de 60 mm del mismo material?
t+.)
Oos chapas de diferentes densidades y espesores tienen con superficies iguales la misma fuerza ponderal. ¿Qué relación existe entre las densidades y los espesores de las chapas?
15.
Una chapa de acero de 1 m2 de superficie tiene una fuerza ponderat de 7,85.10-2 kN.
,1_2
''' i'
Galcule el espesor de la chapa en mm.
t9
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16
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.61
Ejercicios
2
v-
.rúñé6f_i6D
@
1.
2.
Velocidad uniforme
Un ciclista necesita para un trayecto de 28 km de longitud t h 45 min: Galcule la velocidad media en km/h.
¿Qué espacio recorre un automóvil en 15 min con una velocidad media de g5 km/t¡?
3.
¿cuánto tiempo necesita un conedor para un trayecto de 2,4 km cuando corre con una velocidad media de 5 m/s?
4.
Durante uh control de tráfico se registran 4 segundos como tiempo empleado por un automóvil para recorrer un trayecto de 100 m. calcule la velocidad en m/s, m/min, km/h.
5.
Un'tren expreso de 215 m de longitud pasa un puente de 156 m de longitud a 100 km/h. ¿Cuántos segundos sufre peso el puente?
7.
un arbol de 45 mm de diámetro ha de ser trabajado con.una velocidad de 21 m/min. ¿Qué número de revoluciones hay que aiustar en la máquina?
8.
¿Qué diámefo máximo de árbol se puede trabajar con 136 1,/min sin exceder la velocidad de corte de 32 m/min?
I
9.
Una muela de esmeril con 300 mm de diámetro ha de girar con 1200 revolucíon"" Oo, minuto. ¿Cuá es su velocidad de esmerilado en m/s?
t0
10.
¿Cuá es el diámetro de una polea de hansmisión que efectúa 310 revoluciones por
minutoygiracon3,4mls? .ü.
QtJ,/tln" ^\ :
l.'.: ,,. .
3,4*j . o
- "-l r/t'!
.1
rr _ * !)\- r¿)
.!: i -'
polea de cable de 460 mm de diámetro gira con una "='velocidad periférica de
8,4 m/s. Calcule su número de revoluciones.
.12.
¿Qué diámetro máximo ha de tener una pieza a tomearbuando la velocidad de corte
no debe de exceder los 45 m/min a 3'10 1/min?
13.
¿Hasta qué diámetro se puede perforeir con una máquina cuya relacíón de revoluciones a velocidad de corte es de 20:1?
t6
*
l7
tzlmin
79
Ejercicios
1..
Presiónyfuerzb
¿cuál es la carga máxima para una placa de base de 250 x3s0 mm cuando la presión
superficíal isible es de 4 N/mm,?
2. 3.
una placa, de fundamento con sección transversal cuadrada de 3s0x3s0 mm soporta una carga de 15 t. Calcule la presión superficial ejercida en N/mm2. La carga de una viga IPB-240 es de 47,5 kN, la presión superficial 2,S N/mm2. Calcule la longitud de lado'de la base. . ,.
-l -
.
4.
¿Qué diámetro ha de tener un sombrerete cuando para una carga de 45,2 kN se indica una presión superficial isible de 9 tVmmr?
5.
Para un gorrón de apoyo anular de 36 kN de carga ha de tener la presión superficial isible 7,55 N/mm'?. ¿Qué diámetros se requieren pAra una relación de diámetros de 1:2?
6.
¿Qué fueaa de compresión produce un pistón de trabajo de 180 mm de diámetro con 12 bar de presión de habajo?
7.
Calcule el diámetro de un émbolo derflresión que ha de producir una fueaa de compresión de 490 kN con 58 bu, y'
f.
iCuantos bar se requieren para un pistón de trabajo de ZSO mm que ha de trabajar con una fue''a de compresión de 74 kN? i-: ;:,,.1".. ,
9.
|
.
., Ztlr:a i ;i,tr -
.,; . .;,
Sobre el diámetro de un pistón de 255 mm actúan 7 bu. t-atensión abmisibrc áe / tomillo es de 60 N/mmz. Calcule el número de tornillos M 14. .,.--. :
.
12
10.
¿Cuál es la superficie proyectada por ún perno (en
longitud de
11.
1,2xd?
t1
cnfl
.í,._',)
de 72 mm O"
,:
{=2
:
.¡
-,
áíar"tro y rn"
,
El diámetro de 60 mm del perno de un cojinete de fricción soporta una carga de 36 kN. La presión superficial isible es de 8 N/mmr. ¿eué longitud de cojinete se
requiere? 13
'r: Ti-qi,i",
o l-::?,-
'! i-
12.
calcule el diámetro y la longitud de eje portador del eje de rueda de una grua cuando *, la carga por rueda es de 54 kN y la presión supérfic¡al isible 5 N/mn¡, (la ielación' - " de1:d ha de ser de 3:1).
13.
Sobre un émbolo de presión de 240 mm de diámetró actúa una presión de trabajo de 8 bar. El émbolo de presión actúa sobre un cilindro de 40 mm. Calqule la presión final en N/cm2.
FenN
20
60
N/mm2
65 tt/mm2
85
7 Ejercicios
1. 2.
Mezcla de calor
¿Qué cantidad de calor se requiere en kJ para calentar 120 I de agua de 20.C a
g5.c?
¿cuá es la tgmperatura de mezcla resultante de mezclar 80 I de agua de 10"c y 40 de agua de 70"C?
t
un recipiente contiene 25 I de agua de 12"c. ¿eué cantidad de agua caliente de 70"C hay que añadir pril?r que la temperatura suba a gg,ZS"C? 90 I de agua fría se mezclan cori o0 I de agua caliente de gffG para obtener agua de baño de 38'C. ¿Cuál era la temperatura del agua fría? 5.
40 I de agua fría de'12'c se mezclan con 120 I de agua caliente de 45"c. calcule la temperatura del agua. En una caldera se ha de obtener de agua tría de 12.c y agua caliente de 62"c una mezcla de agua de 120 I de 36"G. ¿cuáles son las cantidades necesarias?
7,8
7.
una bañera contiene 90 I de agua de 10'c. ¿eué cantidad de agua de gO"c hay que añadir para obtener una temperatura de 40.C?
8.
¿cuántos litros de agua fría de 10'c hay que mezclar con agua caliente de 60"c para obtener 160 I de agua de baño de 45"C? . ,'
9.
50 kg de acero de 600"c se endurecen por temple en't0o kg de agua de 12.c. ¿En cuántos grados aumenta la temperatura del agua?
10.
una plancha coriada de acero de 150 kg se enfría en 250 I de agua de ls.c. La temperatura del agua aumenta a 7o"c. calcule la temperatura de la plancha de
l^"
acero.
11.
'En
el endurecimiento por temple de un tubo de cobre calentado de 620.C en 1S0 lde 16'c aumenta la temperatura del agua a 60"c. calcule el peso del tubo de
agua de
cobre.
fi-13
12. 2 kg de material de 400'c
se enfrían en 20 I de agua de 12"c. La temperatura de equilibrio resultante es de 1S,S.C. ¿Cuál es el material?
't3.
un eje de acero de 30 kg calentado a 160.c se endurece por temple en 200 I de aceite para máquinas (densidad: 0,91).'¿cuál es la temperatura inicial del aceite cuando la temperatura de equilibrio resultante es de 60"C?
t6
17
tzt
It"c
E
65
lquade2CC
temperatwa de mezcla
t9
tempetdura de agua cal¡ente
2t
Éffi:'"' 30
I
agua de
14 C
5kg
76Cc canüdad de agua fría
calentaniento
W /BOC
Eiercicios
I
1.
"'* ty
I
W
¿Qué trabajo ejecuta un aprend¡z en Nm y J para elevar SS kg: a) 1,4 m, b) 1,92 m,
-l
c) 0,85 m?
.T FI
L
F
Trabajo, potenc¡a y rend¡miento
2.
¿Cuá sería su potencia (véase el ejercicio número 1) en Nn/s y W al alzar los 55 kg en
8 segundos 1,4 m2
5
3.
Para elevar una viga en T de 350 kg se requiere un trabajo de 1312,5 J. ¿A qué altura se eleva la viga?
4.
Un cuerpo de 75 kg de peso necesita 12 segundos p¿¡ra un reconido de 100 m. Calcule la potencia en Nm/s y en vatios.
5.
Una bomba transporta en una hora 40 m3 de agua de una profundidad de 8 m. ¿Cuál
ü= -_=::
t-----
6,7
es la potencia de la bomba en kW? ¿Qué masa puede elevar un motor de grua de 12 kW en 20 segundos 4 m?
o-
¿Cuanto tiempo necesita una grua de taller de 3 kW para elevar una masa de 1850 kg
7.
2,3m?
8.
Se quiere llenar con agua en 20 min un recipiente cilíndrico de 3 rn de diámetro y 2 m de altura. ¿Qué potencia de bomba (kW) se requiere para una altura de elevación de
,6
m?
9. ¿Qué potencia ftW) transmite una conea plana cuando con un diámetro de polea de transmisión de 200 mm y con 750 1/min se somete a una fueza de tracción de 700 N?
10.
Un motor eléctrico absorbe
4 kW de potencia
eléctrica
y emite una.potencia
mecánica de 3450 J/s. ¿Cuál es su rendimiento? Pa
11.
El motor de un elevador absorbe 5 kW. ¿Cuá es el rendimiento de la planta cuando se requieren 16 segundos para elevar una masa de 650 kg una altura de 9,2 m?
12. ¿Cuál es la potencia generada (kW) por una turbinadeT0o/o de rendimiento por la que afluyen en 20 segundos 10 m3 de agua con una caída de 18 m? 13.
Una bomba de émbolo de simple efecto de 225 mm de diámetro y 450 mm de canera trabaja con una presión de émbolo media de 4,5 bar y con una velocidad media de émbolo de 2,5 m/s. Siendo el rendimiento de la planta de 7ío/o, ¿1tJé potencia motriz (en kW) se requiere?
s
t5
2 minutos.
rY,*,wt "aóstracto.
19
5,31
t.42
x+
Y rendimíento
97
Ejercicios
Accionamiento múltiple por corea
1.
un accionamiento por conea tiene las transmisiones parciales 3:4 y 2:3. calcule la transmisión total.
2.
¿Qué número de revoluciones requiere un motor para alcarlzar mediante dos transmissiones parciales de 1:1 ,5 y 1:2 un número final de revolúéiones de 2610 1/ min? El número de revoluciones de un motor de 1440 1/min ha de ser transmitido por una transmisión total de 2 :5. ¿Qué número final de revoluciones se alcanza? La propulsión de una muela abrasiva ha de efectuarse por medio de una transmisión
total de 1:6. Estando dada la primera transmisión parcial d9 3:4, ¿cuál seÉ la segunda transmisión parcial? una taladradora de montante recibe sus revoluciones de operación por medio de dos '5 transmisiones parciales de 3 :1 y : 3. calcule el número de revoluciones de operaciones cuando el número de revoluciones del motor es de 1250 1/min. 6.
El husillo de trabajo de una'fresadora recibe su fueaa motriz por medio de las transmisiones parciales de 2:3, 3:4 y 4:5. jCuál es la transmisión total?
7.
¿Qué número de revoluciones de pulido se alcanza cuando el número de revoluciones motriz de 1440 1/min se altera mediante dos transmisiones parciales de 1:3 y tl, {'l 1,5:4?
Un accionamiento doble por co.nea tiene con dos transmisiones parciales idénticas una transmisión total de 2,25:1. Galcule las transmisiones parciales.
calcule el número inicial de revolucionés de una rueda cuando con una transmisión total de 8:3 el número final de revoluciones de la rueda es de 450 1/min. 10.
Consérvando la misma transmiéión total, se quiere sustituir la transmisión triple de 1:3, 3:4 y 1 :1 ,5 con dos transmisiones parciales idénticas. ¿euáles son las transmisiones parciales? .
'11.
Para un accionamiento doble por correa se dan los valores en el dibujo. calcule el número final de revoluciones en todas las formas posibles. . ,/
12.
El producto de dos transmisiones parciales es de 3ll4. calcule la segunda transmisíón parcial cuando la primera trabaja en una relación de 1,S:1.
13.
La primera hansmisióh parcial es de 1:3. La segunda ha dd dar por resultado,
,/
multiplicada por 3/4,1a transmisión total modificada de 1:8. ¿cuál era la transmisión parcial inicial?
lLo=*rfu
goo#"
Y¿=is
i.2'3l"ii
Y I -
d'rfit t+.+'-ri É-É
d:270
ill
10Í¡
Momento y potencia
Eiercicios
1.
Sobre el brazo de palanca de una llave de tuercas de 200 mm actúa una fuerza de apriete de 120 N. Galcule el momento en Nm.
2.
El rnomento de apriete de una tuerca es de 36 Nm. ¿Qué longitud de palanca (en mm) se requiere para una fuerza manual de 80
N?
.i
i
En un freno de Prony se ajusta la longitud de la palanca par4 0,955 m. ¿Qué par motor en Nm resulta para un peso de carga de 15,5
kg?
4.
:
¿Cuál es la potencia util en W de un motor que para un número de revoluciones de 1200 1/min produce un momento de 45 Nm? Una muela abrasiva transmite con una potencia de 1500 W un par motor de 5,45 Nm. Galcule el número de revoluciones. La palanca de un banco de ensayos de motores tiene 955 mm de longitud. Frenando el motor, se mide una potencia efectiva a 3200 1/min de 50 kW ¿Con qué peso de carga en kg se logra el equilibrio?
7.
El brazo de palanca de 433 mm de un freno de Prony se somete a24kg. ¿Cuál es la potencia producida en kW suponiendo un número de revoluciones de 2400 1/min.
Un árbol de 150 mm de diámetro se mecaniza a 160 1/min. La fueza de corte medida es de 1800 N. Calcule la poteñcia de corte: a) con la ecuación general de potencia, b)
con la ecuación dé conespondencia, c) con la ecuación de valores numéricos. 9.
10.
Para una fresa de.80 mm de diámetro. se requiere a un número de revoluciones de 100 1/min una potencia motriz de 1600 Nm/s. ¿Quéfuerzade corte en N se necesita? Una conea plarla de 6x75 transmite 88 W/mm de ancho de conea. Para un número
de revoluciones de 1260 1/min se tiene una tensión por tracción isible de 1,5 lVmrni. Calcule el diámetro de la rueda de transmisión en mm.
11.
Una taladradora con una potencia de 200 W marcha con 680 revoluciones por minuto. Calcule el diámetro de broca en mm cuando se míde una resistencia al corte de 936 N.
12. Un motor de pie de 3 kW de potencia tiene una velocidad angular de 95 1/s. ¿Qué diámetro en mm ha de tener la rueda de transmisión cuando láfueza de tracción en la correa plana es de 300 N?
MenNm 17
20
t8
noto¡ de dos dempos
i=2:3 =20
FenN
MenNm
119
Ejercicios
5.6
Gono e inclinación
.
un cono tiene 150 mm de longitud y un diámetro de 7s mm. ¿cuá es su conicidad?
2.
Para un cono de ciene de 60 mm de longitud se prescribe una conicidad de 1:s.
1
¿Cuáles su diámetrb?
3.
En el extremo de un árbol de 60 mm de diámetro se hace un cono con una conicidad
de 1:1,5. ¿Cuál es la longitud del cono?
4.
un cono tiene un diámetro de 50 mm y una longitud de 1s0 mm. ¿cuál es
su
inclinación?
5.
La conicidad de un mandril de sujeción de 1 20 mm de longitud es mayor 65 mm. Calcule el diámetro menor.
6.
un cono de ciene con la coiricidad de 1:6 tiene diámetros de 70fl5 mm. calcule la longitud, la inclinación y el ángulo de incidencia.
7.
Un perno de 300 mm de longitud se adelgaza en forma cónica ¿e OO mm a 50 mm de diámetro. Calcule la medida de ajuste de la contrapunta (con controD.
8.
Un macho de grifó de ciene de 1 1 0 mm de longitud tiene una conicidad de 1 :5 y un diámetro mayor de 62 mm. calcule el diámetro menor y el angulo de incidencia.
1 : g0,
el diámetro
'n
La conicidad normalizada para pasadores cónicos es de 1;50. calcule'para una clavija cónica con medidas de 8x60 mm el diámetro mayor. 10.
Un pasador cónico normalizado tiene diámetros
de
1O/12,4
mm. ¿Cuál es su
longitud? 11.
La inclinación normalizada para chavetas longitudinales es de 1:100. Galcule para una chaveta deluerza de 8 mm de altura y 40 mm de longitud la altura de inclinación.
t2. un acero cuadrado de75x75 mm
ha sido adelgazado en una longitud de 90 mm en una relación de 1:15. Calcule la cara cuadrada menor y la inclinación.
R,t, 13.
14.
Una chave!4_t¡anSversal con un adelgaza¡¡¡s¡to de 1:25 tiene una inclinación de 3 mm. Calcule la longitud de la cuña. Calcule el ángulo de inclinación para una chaveta transversal con un adelgazamiento
de 1:20.
20 É-¿r
22 o
contrd
127
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