Preguntas Conceptuales
12.1 Condiciones para el equilibrio estático
¿En qué condiciones puede estar en equilibrio un cuerpo que rota? Dé un ejemplo.
¿Cuáles son los tres factores que inciden en el torque creado por una fuerza en relación con un punto de apoyo específico?
Los mecánicos a veces ponen un trozo de tubo sobre el mango de una llave cuando intentan quitar un tornillo muy apretado. ¿Cómo ayuda esto?
En los cuatro problemas siguientes, califique el enunciado de verdadero o falso y explique su respuesta.
Si solo hay una fuerza externa (o torque) que actúa sobre un objeto, este no puede estar en equilibrio.
Si un objeto está en equilibrio debe haber un número par de fuerzas actuando sobre él.
Un cuerpo que se mueve en un círculo a una velocidad constante está en equilibrio rotacional.
12.2 Ejemplos de equilibrio estático
¿Es posible apoyar una escalera contra una pared rugosa cuando el suelo no tiene fricción?
Muestre cómo se puede utilizar un dinamómetro y un punto de apoyo simple para pesar un objeto cuyo peso es mayor que la lectura máxima del dinamómetro.
Un pintor se sube a una escalera. ¿Es más probable que la escalera resbale cuando el pintor está cerca de la parte inferior o de la superior?
12.3 Estrés, tensión y módulo elástico
Nota: A menos que se indique lo contrario, se asume que los pesos de los cables, varillas y otros elementos son despreciables. Los módulos elásticos de los materiales seleccionados figuran en la Tabla 12.1.
¿Por qué una ardilla puede saltar desde la rama de un árbol hasta el suelo y salir corriendo sin sufrir daños, mientras que un humano podría fracturarse en una caída así?
Cuando una botella de vidrio llena de vinagre se calienta, tanto el vinagre como el vidrio se expanden, pero el vinagre se expande mucho más con la temperatura que el vidrio. La botella se rompe si se llena hasta el tope. Explique por qué y cómo una bolsa de aire sobre el vinagre evita que la botella se rompa.
Se utiliza un alambre fino ensartado entre dos clavos en la pared para sostener un cuadro grande. ¿Es probable que el cable se rompa si se tensa mucho o si se tensa de forma que se combe considerablemente?
Repase la relación entre el estrés y la tensión. ¿Puede hallar alguna similitud entre las dos cantidades?
¿Qué tipo de estrés se aplica al presionar los extremos de una varilla de madera cuando tira de sus extremos?
¿Se puede aplicar tensión de compresión a una goma elástica?
Si un material hipotético tiene un módulo de compresibilidad negativo, ¿qué ocurre cuando se aprieta un trozo de este?
Explique de qué manera podría medir el módulo de compresibilidad de un líquido.
12.4 Elasticidad y plasticidad
Nota: A menos que se indique lo contrario, se supone que los pesos de los cables, varillas y otros elementos son despreciables. Los módulos elásticos de los materiales seleccionados figuran en la Tabla 12.1.
¿Qué se quiere decir cuando un sedal se designa como "una prueba de 10 libras"?
Las varillas de acero suelen colocarse en el hormigón antes de que fragüe. ¿Para qué sirven estas varillas?