Conceptos Clave en Propiedades de Materiales y Mecánica Estructural

Cuestionario: Verdadero o Falso sobre Propiedades de Materiales

1. La resistencia es la capacidad de un material para soportar una carga interna. (F)
   Corrección: Es la capacidad de soportar una carga externa sin deformarse permanentemente o fracturarse.
2. La dureza es la oposición que opone un cuerpo a ser rayado. (V)
3. La elasticidad es la disposición de un cuerpo a recuperar su peso. (F)
   Corrección: Es la disposición de un cuerpo a recuperar sus dimensiones originales después de cesar la fuerza deformante.
4. La tenacidad es la resistencia a la rotura. (V)
5. La plasticidad es la característica de un cuerpo a recobrar su forma. (F)
   Corrección: Es la capacidad de deformación permanente de un material sin llegar a romperse.
6. La fragilidad es la falta de plasticidad. (V)
7. La fluencia (o creep) es la capacidad de un cuerpo de deformarse rápidamente. (F)
   Corrección: Es la deformación lenta y continua de un material bajo una carga constante, generalmente a temperaturas elevadas.
8. La resiliencia es la ruptura por choque. (F)
   Corrección: Es la resistencia de un material a la ruptura por impacto o choque, absorbiendo energía.
9. Cuando una fuerza exterior actúa sobre un cuerpo, este opone resistencia. (V)

Preguntas de Opción Múltiple

2.1) Entre las propiedades mecánicas de los materiales, tenemos:

• a) Resistencia y Dureza
• b) Elasticidad y Resiliencia
• c) Todas las anteriores.

2.2) Los tipos de carga son:

• a) Puntual o Concentrada
• b) Uniformemente Distribuida
• c) Uniformemente Variada
• d) Todas las anteriores.

2.3) Para el cálculo de un vector se puede utilizar:

• a) El Método del Paralelogramo
• b) Geometría y Descomposición Trigonométrica
• c) Todas las anteriores.

2.4) La Resistencia de Materiales estudia:

• a) Cuerpos deformables
• b) Cuerpos indeformables
• c) Cuerpos semideformables
• d) Todas las anteriores.

Tipos de Dureza y su Explicación

a) Dureza Física:

Es la resistencia que opone un cuerpo a ser rayado por otro de mayor dureza.

b) Dureza Técnica:

Es la resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro más duro. Para determinar la dureza de los materiales sólidos, se utilizan diversos métodos:

• Método de Brinell: Determina la dureza midiendo la resistencia a la penetración de una bola de acero templado. La dureza se calcula a partir del diámetro de la huella dejada por la bola.
• Método de Rockwell: Utiliza un penetrador de diamante en forma de cono con un ángulo de 120° o una bola de acero. La dureza se mide por la profundidad de la penetración.
• Método de Vickers: Se emplea para piezas delgadas y templadas (con espesores de hasta 0.2 mm). Mide la resistencia a la penetración de un penetrador de diamante en forma de pirámide de base cuadrada con un ángulo de 136°.

Definiciones de Propiedades Mecánicas Clave

a) Resiliencia:

Es la capacidad de un material para absorber energía cuando es deformado elásticamente y liberarla cuando se descarga. En el contexto de la rotura, se refiere a la resistencia de un material a la fractura por impacto o choque.

b) Elasticidad:

Es la propiedad de un material para recuperar sus dimensiones originales una vez que cesan las fuerzas o esfuerzos que lo deformaron. Esto ocurre siempre y cuando la deformación no haya superado su límite elástico, que es el punto hasta el cual la deformación es completamente reversible y el material no queda deformado de forma permanente.

c) Fragilidad:

Es la propiedad de un material de romperse con poca o ninguna deformación plástica cuando es sometido a esfuerzos. Se caracteriza por la falta de plasticidad y tenacidad, lo que significa que el material se fractura abruptamente una vez que se supera su límite elástico.

d) Tenacidad:

Es la capacidad de un material para absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse. Implica una combinación de resistencia y plasticidad. Para que un material sea tenaz, debe ser capaz de soportar tanto deformaciones elásticas como plásticas significativas antes de la rotura.

Ejercicio Práctico de Vectores

Planteamiento del Problema:

Dos fuerzas, P = 75 N y Q = 125 N, se aplican a un punto A de un gancho. La fuerza P forma un ángulo de 20° y la fuerza Q forma un ángulo de 35° (respecto a un eje común o entre sí, según el contexto del problema). Determine el valor de la fuerza resultante utilizando la ley del coseno y el método de descomposición trigonométrica.