Encuentre la respuesta para cada uno de los ejercicios que siguen. No se debe entregar, es solo para que usted aplique lo aprendido en clase.

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1 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 1 de 9 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Taller No 3 - Curso: Mecánica I Grupo: Encuentre la respuesta para cada uno de los ejercicios que siguen. No se debe entregar, es solo para que usted aplique lo aprendido en clase. 1. (Hb 5-2) Dibuje el D.C.L del elemento AB. R : 2. (Hb 5-3) Dibuje el D.C.L del volco D que tiene un peso de 250 N y centro de gravedad en G. Es soportado en A mediante un pin y por un pin en B que lo une al cilindro hidráulico BC. R : 3. (Hb 5-8) Dibuje el D.C.L del elemento ABC. R :

2 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 2 de 9 4. (Hb 5-21) Determine las reacciones en A y la tensión en el cable BC. R : Ax = 20,8 kn Ay = 87,7 kn T = 34,62 kn 5. (Hb 5-27) A medida que los frenos del avión son aplicados, la rueda ejerce dos fuerzas en el extremo del tren de aterrizaje como se muestra. Determine las reacciones en C y la fuerza en el elemento AB. R : F AB = 0,864 kn Cx = 2,66 kn Cy = 5,56 kn 6. (Bd 5.20) La longitud no deformada del resorte CD es de 350 mm. Suponga que usted desea que la fuerza normal a la superficie lisa en A, ejercida por el brazo ABC sea de 120 N. Determine el valor requerido para la constante k del resorte y las reacciones en B. R: k = 3380 N/m, R Bx = -188 N, R By = 98.7 N

3 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 3 de 9 7. (Bd 5.11) La persona ejerce una fuerza de 20 N en el alicate. El DCL de una de las partes del alicate se muestra en la figura. Note que la pieza C que conecta las dos partes del alicate se comporta como un pin. Determine las reacciones en C y la fuerza B ejercida por el alicate sobre el tornillo. R: Cx = N, Cy = 87.7 N, B = 73.5 N 8. (Bd 5.20) La longitud no deformada del resorte CD es de 350 mm. Suponga que usted desea que la fuerza normal a la superficie lisa en A, ejercida por el brazo ABC sea de 120 N. Determine el valor requerido para la constante k del resorte y las reacciones en B. R: k = 3380 N/m, R Bx = -188 N, R By = 98.7 N 9. (Bd 5.38) Determine las reacciones en A. R: R Ax = -200 lb, R Ay = -100 lb M A = 1600 lb ft

4 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 4 de (Bd 5.43) Determine las reacciones en A. R: R Ax = -28,3 lb, R Ay = -58,3 lb M A = -410 lb ft 11. (Bd 5.45) El freno de bicicleta del lado derecho está pinado a la estructura de la bicicleta en A. Determine la fuerza ejercida por la almohadilla del freno sobre el rin en B, en términos de la tensión T del cable. R: B = 1,793 T 12. (Bd 5.64) La figura presenta los controles de los alerones de un aeroplano. Los alerones están unidos al elemento EDG. Las presiones aerodinámicas sobre el alerón ejercen un momento en el sentido horario de 120 lb in. Si el cable BG está flojo, y su tensión puede ser despreciada. Determine la fuerza F y las reacciones en el soporte A. R: F = 44,53 lb, R Ax = 25,33 lb, R Ay = -1,93 lb 13. (Bd 5.79) La barra AB tiene un soporte fijo en A. El collar en B está fijo a la barra. La tensión en la cuerda BC es de 300 lb. Determine las reacciones en A. R: Ax = -93,7 lb, Ay = 281 lb, Az = -46,9 lb, M Ax = -843 lb ft, M Ay = 93,7 lb ft, M Az = 2250 lb ft

5 14. (Bd 5.81) La fuerza total ejercida sobre la señal de carretera por su propio peso y por el efecto predicho del viento más severo es de F = 2,8i 1,8j (kn). Determine las reacciones en el soporte fijo. Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 5 de 9 R: Ox = -2,8 kn, Oy = 1,8 kn, Oz = 0, M Ox = -14,4 kn m, M Oy = -22,4 kn m, M Oz = 22,4 kn m 15. (Bd 5.84) El manipulador robótico es estacionario y su eje y es vertical. El peso de los brazos AB y BC actúan en sus puntos medios. Los cosenos directores de la línea central del brazo AB son cosθx = 0,174, cosθy = 0,985, cosθz = 0, y los cosenos directores de la línea central del brazo BC son cosθx = 0,743, cosθy = 0,557, cosθz = -0,371. El soporte en A se comporta como un pin. Cuáles son las reacciones en A? R: Ax = 0, Ay = 360 N, Az = 0, M Ax = 17,81 N m, M Ay = 0 N m M Az = 62,81 N m 16. (Bd 5.87) La fuerza F que actúa sobre la barra ABC en C apunta en la dirección del vector unitario 0,512i 0,384j + 0,768k y su magnitud es de 8 kn. La barra está soportada por una bola y una cavidad en A y los cables BD y BE. El collar en B está fijo a la barra. Determine las tensiones en los cables y las reacciones en A. R: Ax = 8,19 kn, Ay = -3,07 kn, Az = 6,14 kn, TBD = 0, TBE = 18,43 kn

6 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 6 de (Bd 5.89) La carga suspendida ejerce una fuerza F = 600 lb en A, y el peso de la barra OA es despreciable. Determine las tensiones en los cables y las reacciones en O. R: T AB = 474,1 lb, T AC = 247,9 lb, 18. (Bd 5.105) La puerta de 40 lb está soportada por dos bisagras en A y B. El eje y es vertical. Suponga que la bisagra en B no ejerce fuerza paralela a su eje. El peso de la puerta actúa en su punto medio. Cuáles son las reacciones en A y B? R: Ax = 10,28 lb, Ay = 40 lb, Az = 12,256 lb 19. (Hb 5-69) El eje es soportado por tres chumaceras lisas, en A, b y C. Determine las reacciones en estas chumaceras. R: Cy = 450 N Cz = 250 N Bz = 1,125 kn Bx = 25 N Az = 125 N Ax = 475 N

7 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 7 de (Bd 5.111) El cable CD de la grúa está unido a un objeto estacionario en D. La grúa es soportada por los rodamientos E y F y el cable horizontal AB. La tensión en el cable AB es de 8 kn. Determine la tensión en el cable CD. R: T CD = 6,54 kn 21. (Hb 5-84) Determine el peso más grande del barril de petróleo que la grúa de piso puede soportar sin volcarse. Calcule también las reacciones verticales en las ruedas lisas A, B y C. La grúa tiene un peso de 300 lb, con su centro de gravedad localizado en G. R: N C = 0 W = 451 lb N A = N B = 375,54 lb

8 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 8 de (Hb 5-90) Si las ruedas en B pueden soportar una carga máxima de 3 kn, determine la magnitud más grande de cada una de las tres fuerzas F que pueden ser soportadas por la cercha.. R: F = 0,3536 kn 23. Una pequeña grúa se monta sobre la parte trasera de una camioneta y se usa para levantar una caja de peso W; si se sabe que la fuerza en el cilindro BC es de 20 kn, Determine: a) El peso de la caja b) la reacción en A. 24. Determine las tensiones en los cables y las componentes de reacción que actúan sobre el collar liso en A necesarias para mantener el letrero de 60 lb en equilibrio. El centro de gravedad del letrero está en G.

9 Taller 3 para el curso Mecánica I. Pág. 9 de Para la porción de máquina que se muestra en la figura, la polea de 4 in de diámetro y la rueda B están fijos a una flecha sostenida por cojinetes en C y D. El resorte de constante igual a 2lb/in no está deformado cuando θ = 0, y el cojinete en C no ejerce ninguna fuerza axial. Se sabe que θ = 180 y que la máquina está en reposo y equilibrio, determine: a) la tensión T b) las reacciones en C y D. No tome en cuenta los pesos del eje, la polea y la rueda.