fisica

UNIVERSIDAD LATINA DE PANAMÁ
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD DR. WILLIAM C. GORGAS
CURSO DE BIOFÍSICA
I – SEMESTRE 2014
PRÁCTICA 05
ESFUERZO DE TENSIÓN, MÓDULO DE YOUNG, DE CORTE Y VOLUMÉTRICO
Prof. Gustavo J. Bracho
Para los problemas que se describen a continuación será necesario hacer uso de los datos presentados en la tabla discutida en clases.
1. Un alambre de acero de 1,0 mm dediámetro puede soportar una tensión de 0,20 kN. ¿Qué diámetro debe tener un cable para soportar una tensión de 20,0 kN?

2. Si un esfuerzo cortante en acero es mayor a unos , el acero se rompe. Determine la fuerza de corte necesaria para (a) cortar un tornillo de acero de 1,00 cm de diámetro y (b) taladrar un orificio de 1,00 cm de diámetro en una placa de acero de 0,0500 cm de espesor.
3. Lostacones de un par de zapatos de mujer tienen radios de 0,50 cm en la parte inferior. Si en cada tacón se sostiene 30,0 % del peso de una mujer que pesa 480 N, calcule el esfuerzo sobre el tacón.
4. Cuando el agua se congela, se dilata alrededor de 9,00 %, ¿cuál debe ser el aumento de presión dentro de un bloque del motor de un automóvil si el agua que contiene se congela? (El módulo volumétricodel hielo es de ).
5. Por seguridad al escalar, un montañista utiliza una cuerda de nylon que mide 50,0 m de largo y 1,0 cm de diámetro. Cuando sostiene a un escalador de 90,0 kg, la cuerda se alarga 1,6 m. Determine su módulo de Young (coeficiente de elasticidad).
6. A un diente se le aplica un alambre de acero inoxidable para ortodoncia, como se ilustra en la figura. El alambre tiene unalongitud de 3,1 cm y un diámetro de 0,22 mm. Si el alambre se estira 0,10 mm, calcule la magnitud y dirección de la fuerza sobre el diente. Haga caso omiso del ancho del diente y suponga que el módulo de Young para el acero inoxidable es de .

7. El hueso tiene un módulo de Young de . Bajo compresión, puede sostener un esfuerzo de unos antes de romperse. Suponga que un fémur mide 0,50 m de largoy calcule la cantidad de compresión que este hueso puede soportar antes de romperse.
8. La deformación de las placas de la corteza terrestre es un ejemplo de corte a gran escala. Una piedra en particular de la corteza tiene un módulo cortante de ¿Qué esfuerzo de corte interviene cuando una capa de 10, 0 km de esta piedra es cortada a una distancia de 5,0 m?
9. Un niño resbala en un piso consus zapatos de suela de hule. La fuerza de fricción que actúa en cada pie es de 20,0 N, el área de huella de cada pie es de 14,0 , y el grueso de las suelas es de 5,0 mm. Determine la distancia horizontal recorrida por la cara cortada de la suela. El módulo cortante del hule es de .
10. Un mecanismo elevador de alta velocidad sostiene un objeto de 800 kg con un cable de acero de 25,0 m de largo y4,00 de área de sección transversal. (a) Determine el alargamiento del cable. (b) ¿Cuánto aumenta la longitud del cable si el objeto se acelera hacia arriba a razón de ? (c) ¿Cuál es la máxima masa que puede ser acelerada hacia arriba a si el esfuerzo en el cable no rebasa el límite elástico del cable, que es .
11. Un peso de 60,0 kg está suspendido de un cable cuyo diámetro es de 9,0 mm.¿Cuál es el esfuerzo en este caso?
12. Un trozo de alambre de 50,0 cm de longitud se estira hasta alcanzar una longitud de 50,01 cm ¿Cuál es la deformación?
13. El módulo de Young de una varilla es de . ¿Qué deformación resultará con un esfuerzo de tensión de 420 MPa?
14. Una masa de 500 kg se ha colgado del extremo de un alambre de metal cuya longitud es de 2,0 m, y tiene 1,0 mm de diámetro. Siel alambre se estira 1,40 cm, ¿cuáles han sido el esfuerzo y la deformación? ¿Cuál es el módulo de Young en el caso de este metal?
15. El esfuerzo de compresión del hueso de un muslo humano ilustrado en la figura se parece al ejercido en la sección transversal de un cilindro hueco. Si el esfuerzo máximo que puede sostener es 172 MPa ¿cuál es la fuerza requerida para romper el hueso en su...