TRABAJO PRACTICO Nº 3: APOYOS Y REACCIONES DE VINCULO 1. A) En cada uno de los cinco ejemplos siguientes se presenta en la ilustración de la izquierda el cuerpo a aislar, mientras que a la derecha se presenta un diagrama de sólido libre (DSL) incompleto del cuerpo aislado. Añadir en cada caso las fuerzas necesarias para conseguir un diagrama de sólido libre competo. Los pesos de los cuerpos son despreciables salvo que se indique otra cosa. Por razones de sencillez se omiten cotas y valores numéricos. B) Qué entiende Ud. por Diagrama de Sólido Libre? Para que le parece que es conveniente utilizarlo?
2. En cada uno de los cinco ejemplos siguientes se presenta en la ilustración de la izquierda el cuerpo a aislar, mientras que a la derecha se presenta un diagrama De sólido libre (DSL) erróneo o incompleto. Háganse en cada caso los cambios o adiciones necesarios para conseguir un diagrama de sólido libre correcto y completo. Los pesos de los cuerpos son despreciables salvo que se indique otra cosa. Por razones de sencillez se omiten cotas y valores numéricos.
3. Dibujar un diagrama de sólido libre correcto y completo de cada uno de los cuerpos que se describen. Tómense en cuenta los pesos de los cuerpos sólo cuando se indique la masa. Deben rotularse todas las fuerzas, conocidas o no. (Nota: El sentido de algunas componentes de reacción no siempre puede determinarse sin cálculos numéricos).
4. La barra angular uniforme de brazos iguales tiene una masa de 20 kg y se apoya en el plano tal como se muestra. a) Calcular, gráfica y analíticamente, la fuerza FA que soporta el pasador. b) Que clase de vínculo es el apoyo B?- c) Puede sustituirse por otro tipo de apoyo? Y qué pasaría con el valor de las reacciones? Cambiarían sus valores? Justifique su respuesta. 5. Calcular la intensidad Fa de la fuerza que soporta el pasador A a consecuencia de la acción del par de 80 Nm aplicado al extremo C de la barra. B) Que ocurriría con la barran si se eliminase el apoyo B?- c) y si en lugar de una articulación pusiésemos un empotramiento en A. podríamos determinar sus reacciones=?- Justifique.
6. El bastidor simétrico tiene una masa de 1.200 kg y está apoyado y cargado como se representa. Si la carga que puede soportar el pasador A está limitada a 20 kn, a) hallar la carga, gráfica y analíticamente, P máxima permitida. b) Como se denomina también a este tipo de estructura? c) Se puede reemplazar el apoyo móvil B por uno articulado? d) Que ocurriría si le colocamos una articulación a esta estructura en el encuentro de dos barras? En tal caso como se denominaría esta estructura y como tendrían que ser sus apoyos?- 7. En la figura puede verse una colección de placas rectangulares y sus ligaduras, todas confinadas en el plano de representación. Las placas podrían someterse a diversas cargas conocidas aplicadas en el plano de la placa. Identificar las placas que pertenecen a cada una de las categorías siguientes: (a) Inmovilización parcial con ligaduras inadecuadas (b) Inmovilización total con ligaduras superabundantes (c) Inmovilización parcial con ligaduras superabundantes-
8. Todas las estructuras son hiperestáticas. Describir al menos una modificación de los apoyos para cada caso que convierta en isostática la estructura correspondiente. 9. La viga uniforme tiene una masa de 75 kilogramos por metro de longitud. a) Hallar las reacciones en el empotramiento. b) puede resolver gráficamente? Explique. b) Cambian las reacciones si el sentido de la fuerza en lugar de ser ascendente fuera descendente? c) Qué entiende Ud. por empotramiento y cómo le parece que se logra realizar físicamente un empotramiento? 10. Un indicador de autopista de 4 x 2 está instalado en un poste tal como se muestra. El indicador, el bastidor y el poste tienen una masa conjunta de 300 kg., con el centro de gravedad a 3 m del eje vertical del poste. Cuando el indicador se halla sometida un viento frontal de 125 km/h, entre sus caras anterior y posterior se desarrolla una diferencia de presión de 700 Pa. a) Hallar las intensidades de la fuerza y el momento de reacción en la base del poste.
b) Qué modificaciones estructurales propondría para mejorar la estructura? c) con un cable de acero que podría hacer? 11. La ménsula ABC puede sostenerse en las ocho formas diferentes mostradas en la figura. Todas las conexiones consisten en pernos sin fricción, rodillos o eslabones cortos. Para cada caso determine: a) si la placa está completa, parcial o impropiamente restringida, b) si las reacciones son estáticamente determinadas o indeterminadas y c) si en la posición mostrada se mantiene el equilibrio de la placa. También, cuando sea posible, calcule las reacciones si la magnitud de la fuerza P es de 100 N.
12. a) Para la carga aplicada sobre la viga que se muestra en la figura, determine las reacciones en los apoyos cuando wo = 1,5 kn/m- b) Determine además : 1) la carga distribuida wo en el extremo D de la viga ABCD para la cual la reacción en B es cero y 2) las reacciones correspondientes en C.
13. Determinar las reacciones, gráfica y analíticamente. 300 kg 1,5 t/m 1 t/m 45º 120 cm 50 cm 40 cm 14. Sea el Pórtico de la figura, determinar las reacciones, gráfica y analíticamente, con p1 = 1.500 kg/m y p2= 500 kg/m; h1 = 4 m y h2= 2,50 m.; l = 5 m; a = 3 m.