




























































































Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
solucionario completo sobre problemas del libro de mecanica de materiales capitulo 4 y 6
Tipo: Apuntes
1 / 102
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
M (^) o 0 18 RB 6(100) 0 RB 33.3 lbf Ans.
F (^) y 0 Ro RB 100 0 Ro 66.7 lbf Ans. RC RB 33.3 lbf Ans.
______________________________________________________________________________
3- Body AB : F (^) x 0 RA (^) x RBx F (^) y 0 RA (^) y RBy M (^) B 0 RAy (10) RAx (10) 0 R (^) Ax RAy
Body OAC : M (^) O 0 RAy (10) 100(30) 0 R (^) Ay 300 lbf Ans. F (^) x 0 ROx R (^) Ax 300 lbf Ans. F (^) y 0 ROy RAy 100 0 ROy 200 lbf Ans. ______________________________________________________________________________
0.8 (^) 1.39 kN. O tan 30 R (^) Ans 0.8 (^) 1.6 kN. A sin 30 R (^) Ans
Step 1: Find RA & RE 4.5 (^) 7.794 m tan 30 0 9 7.794(400 cos 30 ) 4.5(400sin 30 ) 0 400 N.
A E
E
h M R
R Ans
2 2
0 400cos30 0 346.4 N 0 400 400sin 30 0 200 N 346.4 200 400 N.
x Ax Ax y Ay Ay A
R Ans
Step 2: Find components of RC on link 4 and RD
4
C D D x Cx y Cy
R Ans F R F R
R 1 (^) 8.2 kN Ans. F (^) y 0 8.2 9 5 R 2 0 R 2 (^) 5.8 kN Ans.
M (^) 1 8.2(300) 2460 N m Ans. M (^) 2 2460 0.8(900) 1740 N m Ans. M (^) 3 1740 5.8(300) 0 checks! _____________________________________________________________________________
3-
F (^) y 0 R 0 (^) 500 40(6) 740 lbf Ans. M 0 0 M (^) 0 500(8) 40(6)(17) 8080 lbf in Ans.
M (^) 1 8080 740(8) 2160 lbf in Ans. M (^) 2 2160 240(6) 720 lbf in Ans.
3 720 1 (240)(6) 0 checks! 2
R 1 (^) 0.91 kN Ans. F (^) y 0 0.91 2 R 2 4 0 R 2 (^) 6.91 kN Ans.
M 1 (^) 0.91(1.2) 1.09 kN m Ans.
M (^) 2 1.09 2.91(1) 4 kN m Ans. M (^) 3 4 4(1) 0 checks!
Break at the hinge at B
Beam OB : From symmetry, R 1 (^) VB 200 lbf Ans.
Beam BD : M (^) D 0 200(12) R 2 (10) 40(10)(5) 0 R 2 (^) 440 lbf Ans.
F (^) y 0 200 440 40(10) R 3 0 R 3 (^) 160 lbf Ans.
1 2 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 2 2 0 0
at 20 in, 0, Eqs. (1) and (2) give
q R x M x x x x V R M x x x x M R x M x x x x V M R
0 0 2 0
500 40 20 14 0 740 lbf. (20) 500(20 8) 20(20 14) 0 8080 lbf in.
R Ans R M M
Ans
0 8 : 740 lbf, 740 8080 lbf in 8 14 : 740 500 240 lbf 740 8080 500( 8) 240 4080 lbf in 14 20 : 740 500 40( 14) 40 800 lbf 740 8080
x V M x x V M x x x x V x x M x
500( x 8) 20( x 14) 2 20 x^2 800 x 8000 lbf in Plots of V and M are the same as in Prob. 3-6. ______________________________________________________________________________
3- 1 1 1 1 1 2 0 0 0 1 2 1 1 1 1 2
q R x x R x x V R x R x x M R x x R x x
at x = 3.2+, V = M = 0. Applying Eqs. (1) and (2),
Solving Eqs. (3) and (4) simultaneously,
1 2 1 2 1 2 1 2
R 1 = -0.91 kN, R 2 = 6.91 kN Ans. 0 1.2 : 0.91 kN, 0.91 kN m 1.2 2.2 : 0.91 2 2.91 kN 0.91 2( 1.2) 2.91 2.4 kN m 2.2 3.2 : 0.91 2 6.91 4 kN 0.91 2(
x V M x x V M x x x x V M x x
1.2) 6.91( x 2.2) 4 x 12.8 kN m Plots of V and M are the same as in Prob. 3-7. ______________________________________________________________________________
1 1 1 0 0 1 1 2 3 0 0 1 1 0 1 2 3 1 1 2 2 1 1 2 3 1
0 at 8 in 8 400(
q R x x R x x x R x V R x R x x x R x M R x x R x x x R x M x R
8 4) 0 R 1 200 lbf Ans. at x = 20+, V = M = 0. Applying Eqs. (1) and (2), 2 3 2 3 2 2 2
200(20) 400(16) (10) 20(10) 0 440 lbf.
3 600 440 160 lbf^.
ns R Ans
0 4 : 200 lbf, 200 lbf in 4 10 : 200 400 200 lbf, 200 400( 4) 200 1600 lbf in 10 20 : 200 400 440 40( 10) 640 40 lbf 200 400( 4)
x V M x x V M x x x x V x x M x x
Plots of V and M are the same as in Prob. 3-8. ______________________________________________________________________________
3-13 Solution depends upon the beam selected. ______________________________________________________________________________
3- (a) Moment at center,
2
c
c
x l^ a
M l^ l a l^ l a
w wl
At reaction, Mr wa^2 a = 2.25, l = 10 in, w = 100 lbf/in
2
100(10) (^10) 2.25 125 lbf in 2 4 100 2. 253 lbf in. 2
c
r
M Ans
(b) Optimal occurs when M (^) c Mr
(c)
2 2 1 2
(^24 10) 17 kpsi 2 (^24 10) 7 kpsi 2 7 6 9.22 kpsi 17 9.22 26.22 kpsi 17 9.22 7.78 kpsi
(^1 90) tan 1 7 69.7 ccw p 2 6
1 9.22 kpsi s 69.7^45 24.7^ ccw
(d)
2 2 1 2
(^12 22) 5 kpsi 2 (^12 22) 17 kpsi 2 17 12 20.81 kpsi 5 20.81 25.81 kpsi 5 20.81 15.81 kpsi
(^1 90) tan 1 17 72.39 cw p 2 12
1 20.81 kpsi s 72.39^45 27.39^ cw
(c)
2 2 1 2
(^12 4) 4 MPa 2 (^12 4) 8 MPa 2 8 7 10.63 MPa 4 10.63 14.63 MPa 4 10.63 6.63 MPa
(^1 90) tan 1 8 69.4 ccw p 2 7
1 10.63 MPa s 69.4^45 24.4^ ccw
(d)
2 2 1 2
(^6 5) 0.5 MPa 2 (^6 5) 5.5 MPa 2 5.5 8 9.71 MPa 0.5 9.71 10.21 MPa 0.5 9.71 9.21 MPa
(^1) tan 1 8 27.75 ccw p 2 5.
1 9.71 MPa s^45 27.75^ 17.25^ cw
(a)
2 2 1 2
(^12 6) 9 kpsi 2 (^12 6) 3 kpsi 2 3 4 5 kpsi 5 9 14 kpsi 9 5 4 kpsi
(^1) tan 1 4 26.6 ccw p 2 3
1 5 kpsi s^45 26.6^ 18.4^ ccw
(b)
2 2 1 2
(^30 10) 10 kpsi 2 (^30 10) 20 kpsi 2 20 10 22.36 kpsi 10 22.36 32.36 kpsi 10 22.36 12.36 kpsi
(^1) tan 1 10 13.28 ccw p 2 20
1 22.36 kpsi s^45 13.28^ 31.72^ cw
(a)
2 2 1 2 3
(^80 30) 55 MPa 2 (^80 30) 25 MPa 2 25 20 32.02 MPa 0 MPa 55 32.02 22.98 23.0 MPa 55 32.0 87.0 MPa
1 2 2 3 1 3
(^23) 11.5 MPa, 32.0 MPa, 87 43.5 MPa 2 2
(b)
2 2 1 2 3
(^30 60) 15 MPa 2 (^60 30) 45 MPa 2 45 30 54.1 MPa 15 54.1 39.1 MPa 0 MPa 15 54.1 69.1 MPa
1 3
1 2
2 3
39.1 69.1 (^) 54.1 MPa 2 39.1 (^) 19.6 MPa 2 69.1 (^) 34.6 MPa 2
(c)
2 2 1 2 3
(^40 0) 20 MPa 2 (^40 0) 20 MPa 2 20 20 28.3 MPa 20 28.3 48.3 MPa 20 28.3 8.3 MPa z 30 MPa
1 3 1 2 2 3
48.3 (^30) 39.1 MPa, 28.3 MPa, 30 8.3 10.9 MPa 2 2
(d)
2 2 1 2 3
(^50) 25 MPa 2 (^50) 25 MPa 2 25 30 39.1 MPa 25 39.1 64.1 MPa 25 39.1 14.1 MPa z 20 MPa
1 3 1 2 2 3
64.1 (^20) 42.1 MPa, 39.1 MPa, 20 14.1 2.95 MPa 2 2
(a) Since there are no shear stresses on the stress element, the stress element already represents principal stresses. 1 2 3
10 kpsi 0 kpsi 4 kpsi
x
y
1 3
1 2
2 3
10 ( 4) (^) 7 kpsi 2 (^10) 5 kpsi 2 0 ( 4) (^) 2 kpsi 2
3-20 From Eq. (3-15),
3 2 2 2 2 2 2 3
Roots are: 21.04, 5.67, –26.71 kpsi Ans. 1 2
2 3
max 1 3
21.04 5.67 (^) 7.69 kpsi 2 5.67 26.71 (^) 16.19 kpsi 2 21.04 26.71 (^) 23.88 kpsi. 2 Ans
From Eq. (3-15)
3 2 2 2
(^2 2 )
3 2
Roots are: 60, 20, –40 kpsi Ans.
1 2
2 3
max 1 3
(^60 20) 20 kpsi 2 (^20 40) 30 kpsi 2 (^60 40) 50 kpsi. 2
Ans
From Eq. (3-15)
2 2 2 3 2
Roots are: 90, 0, 0 MPa Ans.
2 3 1 2 1 3 max
(^90) 45 MPa. 2 Ans
2
6
1 6
(^15000) 33 950 psi 34.0 kpsi. 4 0.
33 950 60 0.0679 in. 30 10 0.0679 (^) 1130 10 1130. 60
F (^) Ans A FL L (^) Ans AE E
Ans L
From Table A-5, v = 0.
2 1 6 6 2
330 10 (0.75) 248 10 in.
v A d d An
ns s
2
6
6 1
(^3000) 6790 psi 6.79 kpsi. 4 0.
6790 60 0.0392 in. 10.4 10 0.0392 (^) 653 10 653. 60
F (^) Ans A FL L (^) Ans AE E
Ans L
From Table A-5, v = 0.
2 1 2 6 6
217 10 (0.75) 163 10 in.
v Ans d d An s