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Question 1Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En el ensayo de tracción de un acero, ¿qué magnitud se obtiene al dividir la carga máxima soportada entre la sección transversal inicial de la probeta?

  1. La resistencia a la tracción (tensión de rotura) Correct answer.
  2. El alargamiento a la rotura
  3. El módulo de Young
  4. La resiliencia

Explanation

La resistencia a la tracción es la tensión convencional calculada con la carga máxima y la sección inicial. Se expresa en MPa y caracteriza la carga por unidad de área antes de la estricción. No debe confundirse con el límite elástico ni con la deformación final.

Question 2Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un material presenta un comportamiento elástico lineal hasta 250 MPa y rompe frágilmente a 260 MPa. ¿Qué conclusión es correcta?

  1. Su tenacidad a la fractura es elevada
  2. Tiene poca capacidad de deformación plástica antes de romper Correct answer.
  3. Su módulo de Young es necesariamente muy alto
  4. Presenta una gran estricción antes de la rotura

Explanation

La escasa diferencia entre el límite elástico y la tensión de rotura indica ausencia de zona plástica apreciable, típica de materiales frágiles. La fragilidad no implica por sí sola un módulo de Young elevado ni alta tenacidad. La estricción es propia de materiales dúctiles.

Question 3Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Qué ensayo mide la energía absorbida por un material al romperse mediante un impacto de péndulo?

  1. Ensayo Brinell
  2. Ensayo de fluencia
  3. Ensayo Charpy Correct answer.
  4. Ensayo de fatiga rotativa

Explanation

El ensayo Charpy registra la energía absorbida por una probeta entallada al ser golpeada por un péndulo. Es una medida comparativa de tenacidad al impacto. Los demás ensayos evalúan dureza, vida a fatiga o deformación diferida.

Question 4Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En el diagrama hierro-carbono, la perlita es una microestructura formada por:

  1. Una solución sólida de carbono en hierro gamma
  2. Láminas alternas de ferrita y cementita Correct answer.
  3. Cristales de grafito laminar
  4. Granos de austenita retenida

Explanation

La perlita resulta de la transformación eutectoide de la austenita en ferrita y cementita dispuestas en láminas alternas. No es una fase única ni austenita retenida. El grafito laminar corresponde a la fundición gris.

Question 5Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Cuál es el efecto principal de un temple correcto seguido de revenido en un acero?

  1. Convertir la ferrita en austenita estable a temperatura ambiente
  2. Aumentar el tamaño de grano austenítico
  3. Aumentar la tenacidad reduciendo la fragilidad de la martensita Correct answer.
  4. Eliminar por completo la cementita

Explanation

El temple genera martensita muy dura pero frágil; el revenido alivia tensiones y permite ajustar dureza y tenacidad según la temperatura. No elimina fases ni estabiliza austenita a temperatura ambiente. El control del tamaño de grano se logra en el austenizado.

Question 6Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un polímero termoplástico se calienta y se enfría repetidamente. ¿Qué comportamiento cabe esperar?

  1. Aumenta su grado de entrecruzamiento con cada ciclo térmico
  2. Se degrada irreversiblemente tras el primer calentamiento
  3. Puede refundirse y remodelarse varias veces sin reticular de forma permanente Correct answer.
  4. Sufre una transformación martensítica

Explanation

Los termoplásticos están formados por cadenas lineales o ramificadas unidas por fuerzas secundarias, por lo que pueden reblandecerse y volver a conformarse. Los termoestables, en cambio, reticulan de forma irreversible. La martensita es propia de aceros.

Question 7Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En una celda unidad cúbica centrada en el cuerpo (BCC), ¿cuántos átomos hay efectivamente por celda?

  1. 8
  2. 2 Correct answer.
  3. 4
  4. 1

Explanation

En la BCC hay ocho vértices que aportan 1/8 cada uno y un átomo central completo, sumando dos átomos por celda. La FCC contiene cuatro y la HC tres. El valor ocho corresponde al número de vértices, no a átomos efectivos.

Question 8Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Qué defecto cristalino es una vacante?

  1. Una dislocación de borde
  2. Un límite de grano de bajo ángulo
  3. Un átomo intersticial en posición regular
  4. Un punto reticular desocupado en la red cristalina Correct answer.

Explanation

La vacante es un defecto puntual consistente en la ausencia de un átomo en su posición reticular. Las dislocaciones y los límites de grano son defectos lineales y planares, respectivamente. Un intersticial es un átomo adicional, no una posición vacía.

Question 9Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un material debe soportar cargas cíclicas durante millones de ciclos sin romperse. ¿Qué propiedad resulta más crítica para su selección?

  1. La dureza Brinell
  2. La conductividad térmica
  3. El coeficiente de dilatación
  4. El límite de fatiga Correct answer.

Explanation

La fatiga es el fallo progresivo bajo tensiones cíclicas repetidas, y el límite de fatiga define la tensión por debajo de la cual la vida es prácticamente ilimitada. La dureza influye, pero no sustituye al criterio de fatiga. La conductividad y la dilatación no rigen este modo de fallo.

Question 10Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En un ensayo de dureza Brinell se aplica una carga conocida con una bola de carburo. ¿Qué se mide para obtener el valor de dureza?

  1. El diámetro de la huella dejada en la superficie Correct answer.
  2. La longitud de la grieta generada
  3. El tiempo hasta la rotura
  4. La deformación elástica recuperada

Explanation

La dureza Brinell se calcula a partir del diámetro de la huella esférica y de la carga aplicada. Es un método de indentación, no de fractura. La grieta y el tiempo de rotura pertenecen a otros tipos de ensayo.

Question 11Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Por qué los metales suelen ser buenos conductores eléctricos?

  1. Porque los electrones de valencia se desplazan libremente en la red metálica Correct answer.
  2. Porque sus iones positivos se mueven a través del cristal
  3. Porque carecen de electrones en la banda de conducción
  4. Porque presentan enlaces covalentes direccionales muy fuertes

Explanation

El enlace metálico se describe como iones positivos rodeados por un mar de electrones deslocalizados que transportan carga. Los iones no se desplazan en la conducción eléctrica habitual. La banda de conducción parcialmente llena explica la movilidad electrónica.

Question 12Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un cerámico técnico presenta alta dureza y fragilidad. ¿Qué consecuencia práctica se deriva de ello en su mecanizado?

  1. Se deforma plásticamente como un acero dulce
  2. Requiere herramientas de diamante y presenta riesgo de fractura frágil durante el corte Correct answer.
  3. Puede soldarse por fusión sin precauciones especiales
  4. Se mecaniza con facilidad mediante limado manual

Explanation

Los cerámicos tienen alta dureza y baja tenacidad, por lo que el mecanizado exige abrasivos muy duros como el diamante y control de tensiones para evitar fracturas. No admiten deformación plástica apreciable. La soldadura por fusión plantea grandes dificultades por su fragilidad y baja conductividad térmica.

Question 13Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En la selección de materiales con el método de Ashby, ¿qué representa un índice de mérito?

  1. Una combinación de propiedades que se maximiza o minimiza para un modo de carga y objetivo dados Correct answer.
  2. El número de ensayos necesarios para caracterizarlo
  3. El precio por kilogramo del material en el mercado
  4. La temperatura máxima de servicio del material

Explanation

Los índices de mérito combinan propiedades como rigidez, densidad o resistencia según la función, la geometría y las restricciones del diseño. Permiten comparar materiales en gráficos de propiedades. No son datos de precio ni de temperatura de servicio.

Question 14Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Una pieza de aluminio debe unirse a otra de acero en un ambiente húmedo. ¿Qué riesgo debe considerarse prioritariamente?

  1. Fluencia a temperatura ambiente
  2. Corrosión galvánica por el par bimetálico Correct answer.
  3. Transformación martensítica del aluminio
  4. Ferromagnetismo del aluminio

Explanation

La diferencia de potencial electroquímico entre aluminio y acero favorece la corrosión galvánica en presencia de electrolito. Deben usarse aislamientos o recubrimientos adecuados. El aluminio no sufre transformación martensítica ni es ferromagnético.

Question 15Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Qué diferencia fundamental existe entre un acero y una fundición según el diagrama hierro-carbono?

  1. El tipo de red cristalina, siempre FCC en los aceros
  2. La ausencia de carbono en los aceros
  3. El contenido de carbono, mayor en las fundiciones Correct answer.
  4. La presencia de ferrita, exclusiva de las fundiciones

Explanation

Los aceros contienen típicamente menos del 2 % de carbono, mientras que las fundiciones superan ese valor. Ambos pueden contener ferrita y cementita. Los aceros no son siempre austeníticos a temperatura ambiente.

Question 16Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En un ensayo de tracción, la estricción (reducción de sección) comienza aproximadamente en:

  1. El límite de proporcionalidad
  2. El origen del diagrama tensión-deformación
  3. La carga máxima, tras superar el límite de resistencia a la tracción Correct answer.
  4. El punto de fluencia superior

Explanation

La estricción se inicia cuando la carga alcanza su máximo y la deformación se concentra en una zona de la probeta. Antes de ese punto la deformación es más uniforme. El límite de proporcionalidad y el de fluencia pertenecen a la zona elástica y al inicio de la plástica.

Question 17Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Qué tipo de enlace predomina en el cloruro de sodio y qué propiedades confiere?

  1. Enlace iónico, que produce alta fragilidad y mala conductividad en estado sólido Correct answer.
  2. Enlace metálico, que produce alta conductividad eléctrica
  3. Enlace covalente, que produce gran ductilidad
  4. Fuerzas de Van der Waals, que producen baja temperatura de fusión

Explanation

El NaCl es un sólido iónico con iones positivos y negativos alternados; sus enlaces fuertes y no direccionales lo hacen duro y frágil, y los iones fijos impiden la conducción en estado sólido. La conductividad aparece fundido o disuelto. El enlace metálico y el covalente no describen esta estructura.

Question 18Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un componente de acero trabaja a 500 °C bajo carga constante durante años. ¿Qué fenómeno de deformación debe evaluarse?

  1. Fluencia (creep) Correct answer.
  2. Corrosión bajo tensión
  3. Desgaste adhesivo
  4. Fatiga térmica cíclica

Explanation

La fluencia es la deformación dependiente del tiempo bajo carga constante a temperatura elevada, relevante cuando la temperatura supera aproximadamente el 0,4 de la de fusión. La fatiga requiere ciclos de carga y la corrosión bajo tensión requiere un medio agresivo. El desgaste implica contacto deslizante.

Question 19Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Cuál de estas afirmaciones sobre la fibra de carbono en materiales compuestos es correcta?

  1. Funde a baja temperatura y se conforma como un termoplástico
  2. Aporta alta rigidez y resistencia específicas en la dirección de las fibras Correct answer.
  3. Conduce la electricidad de forma aislante como un cerámico
  4. Es isótropa y refuerza igual en todas las direcciones

Explanation

Las fibras de carbono son anisótropas y proporcionan rigidez y resistencia elevadas por unidad de masa en su dirección longitudinal. El material compuesto se diseña orientando las fibras según las cargas. No es isótropo ni un termoplástico convencional.

Question 20Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Qué información proporciona la tenacidad a la fractura K_IC de un material?

  1. La temperatura de transición dúctil-frágil
  2. El porcentaje de alargamiento uniforme
  3. La resistencia a la propagación de una grieta bajo carga en deformación plana Correct answer.
  4. La dureza superficial medida por indentación

Explanation

K_IC cuantifica la resistencia intrínseca del material a la propagación de grietas en condiciones de deformación plana. Se usa en mecánica de la fractura para evaluar tolerancia al daño. No es una medida de dureza ni de alargamiento.

Question 21Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Se desea un material ligero, rígido y económico para una viga sometida a flexión. Según el criterio de rigidez específica, ¿qué índice de mérito conviene maximizar?

  1. K_IC/ρ
  2. E^(1/2)/ρ Correct answer.
  3. E·ρ
  4. σ_y·ρ

Explanation

Para una viga de sección libre sometida a flexión con restricción de rigidez y objetivo de mínimo peso, el índice de mérito es la raíz cuadrada del módulo dividida por la densidad. Maximizarlo selecciona materiales ligeros y rígidos. Las expresiones con producto de densidad penalizan el peso.

Question 22Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En la transformación martensítica de un acero, la dureza final depende principalmente de:

  1. El contenido de carbono de la austenita de partida Correct answer.
  2. El tamaño de la probeta ensayada
  3. La conductividad eléctrica del acero
  4. El contenido de cobre en la aleación

Explanation

La martensita es una solución sobresaturada de carbono en hierro alfa; cuanto mayor es el carbono disuelto, mayor es la distorsión de la red y la dureza. La velocidad de enfriamiento debe superar la crítica para evitarla transformación difusional. El tamaño de probeta y la conductividad no determinan la dureza de la martensita.

Question 23Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

¿Qué ensayo no destructivo permite detectar defectos internos mediante ondas de alta frecuencia?

  1. Ultrasonidos Correct answer.
  2. Metalografía
  3. Dureza Rockwell
  4. Líquidos penetrantes

Explanation

Los ultrasonidos atraviesan el material y detectan discontinuidades internas por reflexión de las ondas. Los líquidos penetrantes solo revelan defectos superficiales abiertos. La metalografía es destructiva y la dureza no es un método de inspección de defectos.

Question 24Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un acero inoxidable austenítico contiene cromo y níquel. ¿Cuál es la función principal del cromo?

  1. Aumentar la densidad del acero
  2. Formar una capa pasiva de óxido que protege frente a la corrosión Correct answer.
  3. Favorecer la transformación martensítica
  4. Disminuir la resistencia a la oxidación

Explanation

El cromo, por encima de aproximadamente el 10,5 %, forma una película pasiva de óxido de cromo adherente que protege al acero de la corrosión. El níquel estabiliza la austenita. El cromo no busca aumentar la densidad ni favorecer la martensita.

Question 25Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En un ensayo de tracción, un material presenta un límite elástico de 400 MPa y una tensión de rotura de 500 MPa. ¿Qué indica esta relación?

  1. El material es completamente frágil
  2. Existe endurecimiento por deformación plástica antes de la rotura Correct answer.
  3. La estricción es nula
  4. El módulo de Young es de 100 GPa

Explanation

La diferencia entre el límite elástico y la tensión máxima indica que el material se endurece al deformarse plásticamente antes de romper. Un material totalmente frágil mostraría valores muy próximos. El módulo no se deduce de esas dos tensiones.

Question 26Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En el diagrama hierro-carbono, la cementita (Fe₃C) es un compuesto intermetálico. ¿Qué consecuencia tiene su presencia en la microestructura de un acero hipereutectoide?

  1. Aumenta la tenacidad a la fractura porque actúa como fase blanda
  2. Disminuye la dureza porque impide la formación de martensita
  3. Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, pero reduce la ductilidad Correct answer.
  4. Reduce la resistencia mecánica porque actúa como lubricante sólido entre granos

Explanation

La cementita es un carburo de hierro muy duro y frágil; en un acero hipereutectoide aparece como red proeutectoide en los bordes de grano. Su presencia eleva la dureza y la resistencia al desgaste, pero al ser frágil facilita la propagación de grietas y reduce la ductilidad y la tenacidad.

Question 27Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Una pieza de fundición gris se somete a compresión y se observa que absorbe energía mediante la formación de laminillas de grafito. ¿Qué propiedad se ve favorecida principalmente por esa microestructura?

  1. La resistencia a la tracción y el alargamiento a rotura
  2. La templabilidad para obtener martensita uniforme
  3. La conductividad térmica y la capacidad de amortiguamiento de vibraciones Correct answer.
  4. La resistencia a la corrosión en medios ácidos

Explanation

En la fundición gris el carbono precipita como laminillas de grafito, que interrumpen la matriz metálica y actúan como concentradores de tensión. Esto reduce la resistencia a tracción, pero el grafito mejora la conductividad térmica y el amortiguamiento de vibraciones, por lo que se emplea en bancadas y carcasas.

Question 28Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

En un ensayo de resiliencia Charpy con probeta entallada se compara un acero ferrítico con un acero austenítico a baja temperatura. ¿Qué interpretación es correcta respecto a la transición dúctil-frágil?

  1. Ambos aceros muestran la misma temperatura de transición porque la entalla domina el resultado
  2. La resiliencia Charpy mide directamente el módulo de Young, por lo que la temperatura no influye
  3. El acero ferrítico presenta una temperatura de transición definida, mientras que el austenítico mantiene alta resiliencia a baja temperatura Correct answer.
  4. El acero austenítico se vuelve frágil a baja temperatura porque su estructura FCC tiene menos planos de deslizamiento

Explanation

Los aceros con estructura BCC (ferríticos) experimentan una transición dúctil-frágil: al bajar la temperatura la energía absorbida cae bruscamente. Los aceros austeníticos, con estructura FCC, conservan alta resiliencia a baja temperatura, por eso se emplean en aplicaciones criogénicas.

Question 29Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Se desea fabricar un recipiente para almacenar disoluciones de cloruros. ¿Qué familia de materiales ofrece mejor resistencia a la corrosión por picadura en ese medio?

  1. Aceros inoxidables austeníticos con molibdeno Correct answer.
  2. Aleaciones de aluminio de la serie 1000
  3. Aceros al carbono con bajo contenido en azufre
  4. Fundiciones grises sin alear

Explanation

El molibdeno añadido a los aceros inoxidables austeníticos mejora la resistencia a la corrosión por picadura en presencia de cloruros. El cromo forma la capa pasiva y el molibdeno refuerza su estabilidad frente a iones cloruro.

Question 30Materials science and engineering: properties, structure, testing, and selection

Un material compuesto de matriz polimérica se refuerza con fibras continuas alineadas en la dirección de la carga. ¿Qué parámetro de la regla de mezclas explica mejor el aumento de rigidez en esa dirección?

  1. La densidad de la matriz, que determina la rigidez de las fibras
  2. El coeficiente de Poisson de la matriz, que controla la rigidez longitudinal
  3. El límite elástico de la matriz, que sustituye al de la fibra en la dirección longitudinal
  4. La fracción volumétrica de fibra y su módulo elástico, ponderados junto con los de la matriz Correct answer.

Explanation

En la dirección de las fibras continuas, la regla de mezclas estima el módulo longitudinal como la media ponderada por fracción volumétrica de los módulos de fibra y matriz. Como la fibra tiene un módulo mucho mayor, su fracción volumétrica domina la rigidez resultante.

Question 31Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Un cuerpo rígido se encuentra en equilibrio bajo la acción de tres fuerzas coplanarias no paralelas. ¿Qué condición deben cumplir necesariamente sus líneas de acción?

  1. Deben ser siempre paralelas entre sí y de sentidos alternos
  2. Deben ser concurrentes en un único punto o, si son paralelas, formar un sistema equivalente nulo Correct answer.
  3. Deben pasar todas por el centro de gravedad del cuerpo
  4. Deben cortarse dos a dos formando un triángulo equilátero de lados iguales

Explanation

Para que un sistema de tres fuerzas no paralelas esté en equilibrio, la resultante y el momento resultante deben anularse simultáneamente. Esto exige que las tres líneas de acción concurran en un mismo punto, de modo que no generen par neto. Si las tres son paralelas, el equilibrio requiere que su suma vectorial sea nula y que la resultante pase por el eje adecuado.

Question 32Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Una viga simplemente apoyada de luz L soporta una carga puntual P aplicada a una distancia a del apoyo izquierdo. ¿Cuál es la reacción vertical en el apoyo derecho?

  1. P·L/a
  2. P/2
  3. P·(L−a)/L
  4. P·a/L Correct answer.

Explanation

Tomando momentos respecto del apoyo izquierdo, la reacción derecha multiplicada por L debe igualar el momento de la carga P situada a distancia a. Por tanto R_derecha = P·a/L, resultado coherente con que la reacción crece cuando la carga se acerca al apoyo derecho.

Question 33Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En una sección sometida a flexión pura, ¿qué magnitude representa el momento de inercia de área respecto del eje neutro?

  1. La relación entre carga aplicada y flecha máxima
  2. El área total de la sección multiplicada por su altura
  3. La resistencia de la sección a la deformación por cortante
  4. La oposición de la sección a girar bajo momento flector, distribuida según la distancia al eje neutro Correct answer.

Explanation

El momento de inercia de área I = ∫y²dA pondera cada elemento de área por el cuadrado de su distancia al eje neutro. Por eso mide la oposición de la sección a la flexión: cuanto mayor es I, menor es la curvatura para un momento dado, según κ = M/(E·I).

Question 34Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Una barra de acero de sección constante y longitud L está sometida a una fuerza axial de tracción N. Si se duplica la longitud manteniendo la misma fuerza y sección, ¿cómo varía el alargamiento total?

  1. Se multiplica por cuatro
  2. Se duplica Correct answer.
  3. Se reduce a la mitad
  4. No varía

Explanation

El alargamiento axial viene dado por δ = N·L/(A·E). Con N, A y E constantes, δ es directamente proporcional a la longitud, de modo que al duplicar L el alargamiento también se duplica. La tensión σ = N/A, en cambio, permanece constante.

Question 35Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En un mecanismo de cuatro barras, ¿qué condición de Grashof garantiza que exista al menos un eslabón que pueda girar completamente?

  1. s + p < l + q
  2. s + l > p + q
  3. s + l < p + q Correct answer.
  4. s + l = p + q

Explanation

La condición de Grashof es s + l < p + q, donde s y l son los eslabones más corto y más largo y p, q los otros dos. Cuando se cumple, al menos un eslabón puede rotar 360° respecto a otro, lo que define las configuraciones de manivela-balancín o doble manivela.

Question 36Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Un engranaje recto de 20 dientes engrana con otro de 50 dientes. Si el piñón gira a 750 rpm, ¿a qué velocidad gira la rueda?

  1. 375 rpm
  2. 1875 rpm
  3. 1500 rpm
  4. 300 rpm Correct answer.

Explanation

La relación de transmisión entre engranajes es inversa al número de dientes: n2 = n1·z1/z2. Sustituyendo, n2 = 750·20/50 = 300 rpm, lo que confirma que la rueda mayor gira más despacio y con mayor par.

Question 37Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En una unión atornillada sometida a tracción, ¿qué efecto tiene aumentar la precarga inicial del tornillo, dentro del límite elástico?

  1. Aumenta la carga externa que provoca la separación de las piezas y mejora la resistencia a la fatiga Correct answer.
  2. Disminuye el par de apriete necesario para el montaje
  3. Reduce la rigidez del tornillo y disminuye la carga externa admisible
  4. Elimina por completo la necesidad de considerar la carga externa

Explanation

La precarga comprime las piezas unidas y mantiene la junta cerrada. Una precarga mayor, sin superar el límite elástico, eleva la carga externa necesaria para abrir la junta y reduce la amplitud de la carga cíclica en el tornillo, mejorando su comportamiento a fatiga.

Question 38Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

¿Cuál es la principal ventaja de una transmisión por correa frente a una transmisión por cadena en el mismo eje?

  1. Transmite más par sin deslizamiento
  2. Amortigua vibraciones y admite cierta desalineación entre ejes Correct answer.
  3. Requiere lubricación periódica
  4. Mantiene una relación de transmisión exacta sin holgura

Explanation

La correa es un elemento flexible que absorbe choques y tolera pequeñas desalineaciones y errores de montaje, además de funcionar con poco ruido. Su contrapartida es el posible deslizamiento y una relación de transmisión menos exacta que la de la cadena.

Question 39Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Una viga en voladizo de longitud L soporta una carga puntual P en su extremo libre. ¿Cuál es el momento flector máximo en el empotramiento?

  1. P/L
  2. P·L²/2
  3. P·L/2
  4. P·L Correct answer.

Explanation

El momento en el empotramiento es el de la carga respecto de ese punto, es decir, P·L. A lo largo de la viga el momento varía linealmente desde P·L en el empotramiento hasta cero en el extremo libre.

Question 40Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En el círculo de Mohr para un estado tensional plano, ¿qué representan los puntos de corte del círculo con el eje horizontal?

  1. Los módulos elástico y transversal
  2. La tensión media y la deformación unitaria
  3. Las tensiones cortantes máximas
  4. Las tensiones principales máxima y mínima Correct answer.

Explanation

Los extremos del diámetro sobre el eje de tensiones normales corresponden a las tensiones principales σ1 y σ2, donde la tensión cortante es nula. El radio del círculo es la tensión cortante máxima, que se alcanza en los puntos superior e inferior.

Question 41Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Un resorte helicoidal de compresión tiene constante k. Si se corta en dos mitades iguales y se usa una de ellas, ¿cuál será aproximadamente su nueva constante?

  1. 2k Correct answer.
  2. k/2
  3. k
  4. 4k

Explanation

La constante de un resorte helicoidal es k = G·d⁴/(8·D³·n), inversamente proporcional al número de espiras activas. Al reducir a la mitad el número de espiras, la constante se duplica, de modo que la mitad del resorte es el doble de rígida.

Question 42Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

¿Qué tipo de esfuerzo predomina en el núcleo de un eje sometido únicamente a torsión pura?

  1. Cortante, que es nulo en el eje y máximo en la periferia Correct answer.
  2. Compresión radial
  3. Tracción axial uniforme
  4. Flexión alternante

Explanation

La torsión genera tensiones cortantes τ = T·r/J, que crecen linealmente con el radio. En el centro del eje r = 0 y la tensión cortante es nula, alcanzando su valor máximo en la superficie exterior.

Question 43Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En un sistema de dos grados de libertad, ¿qué indica que la matriz de rigidez tenga determinante nulo?

  1. Que existe un modo de movimiento sin deformación elástica, es decir, un mecanismo Correct answer.
  2. Que las cargas aplicadas son nulas
  3. Que el sistema es estable y tiene solución única
  4. Que todas las rigideces son positivas

Explanation

Si el determinante de la matriz de rigidez se anula, la matriz es singular y el sistema no puede equilibrar cualquier carga. Físicamente aparece un modo de desplazamiento sin energía elástica asociada, lo que corresponde a un mecanismo o a una inestabilidad.

Question 44Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Una viga biapoyada soporta una carga uniformemente distribuida q en toda su luz L. ¿Cuál es el momento flector máximo?

  1. q·L²/4
  2. q·L²/2
  3. q·L/2
  4. q·L²/8 Correct answer.

Explanation

En una viga simplemente apoyada con carga uniforme, el momento máximo se produce en el centro de la luz y vale q·L²/8. Las reacciones valen q·L/2 en cada apoyo y el diagrama de momentos es parabólico.

Question 45Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En un mecanismo de leva y seguidor, ¿qué función cumple el diagrama de desplazamiento del seguidor?

  1. Determinar la resistencia a fatiga del árbol de levas
  2. Fijar la relación de transmisión entre engranajes
  3. Definir la ley de movimiento del seguidor en función del ángulo de giro de la leva Correct answer.
  4. Calcular la potencia del motor de accionamiento

Explanation

El diagrama de desplazamiento relaciona el movimiento del seguidor con el ángulo girado por la leva. De él se derivan la velocidad y la aceleración del seguidor, que condicionan las fuerzas dinámicas y el diseño del perfil de la leva.

Question 46Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

Un cable está sometido a una tensión de 500 N y tiene una sección de 2 mm². ¿Cuál es la tensión normal en el cable?

  1. 250 MPa Correct answer.
  2. 100 MPa
  3. 0,25 MPa
  4. 1000 MPa

Explanation

La tensión normal es σ = N/A. Con N = 500 N y A = 2 mm², resulta σ = 250 N/mm², es decir, 250 MPa, valor habitual en aceros de cables de alta resistencia.

Question 47Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En una junta con pasador sometida a cortante simple, la fuerza transmitida es F y el pasador tiene diámetro d. ¿Cuál es la tensión cortante media?

  1. F/(π·d²/4) Correct answer.
  2. F/(π·d)
  3. F·π·d²/4
  4. 2F/(π·d²/4)

Explanation

En cortante simple hay una sola sección resistente, de área A = π·d²/4, por lo que la tensión cortante media es τ = F/A. En cortante doble la fuerza se reparte entre dos secciones y la tensión se reduce a la mitad.

Question 48Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

¿Qué condición caracteriza a un sistema de fuerzas que forma un par puro?

  1. Resultante nula y momento resultante no nulo Correct answer.
  2. Resultante y momento ambos nulos
  3. Resultante y momento ambos no nulos
  4. Resultante no nula y momento nulo

Explanation

Un par está formado por dos fuerzas iguales, paralelas y de sentido contrario, cuya suma vectorial es cero pero cuyo momento respecto a cualquier punto es el mismo y distinto de cero. Por eso un par solo puede equilibrarse con otro par de momento opuesto.

Question 49Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

En el diseño de un eje de transmisión, ¿por qué se emplea habitualmente un factor de seguridad mayor cuando la carga es alternante que cuando es estática?

  1. Porque el par de torsión desaparece en régimen alternante
  2. Porque las cargas estáticas producen siempre deformación plástica
  3. Porque la fatiga reduce la resistencia del material con cargas cíclicas aunque la tensión máxima no supere el límite elástico Correct answer.
  4. Porque el módulo de elasticidad disminuye con la velocidad de giro

Explanation

Bajo cargas cíclicas el material puede fallar por fatiga con tensiones inferiores al límite elástico, tras un número suficiente de ciclos. Por eso el diseño a fatiga emplea límites de resistencia a la fatiga y factores de seguridad más altos que el diseño estático.

Question 50Mechanical systems and structural design: statics, strength of materials, mechanisms, and machine elements

¿Cuál es la función de un rodamiento de rodillos cónicos en un eje?

  1. Permitir el giro libre sin contacto entre elementos
  2. Soportar cargas combinadas radiales y axiales en un solo sentido Correct answer.
  3. Soportar solo cargas radiales ligeras
  4. Transmitir par de torsión entre dos ejes

Explanation

Los rodamientos de rodillos cónicos tienen pistas inclinadas que les permiten resistir cargas radiales y axiales simultáneamente. Se montan habitualmente por parejas enfrentadas para cubrir los dos sentidos de la carga axial.