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Castilla-La Mancha PAU Technology and Engineering II (Tecnología e Ingeniería II - UCLM 2026) study materials
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Castilla-La Mancha PAU Technology and Engineering II (Tecnología e Ingeniería II - UCLM 2026) practice questions

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

En el ensayo de tracción de un acero, ¿qué magnitud representa la pendiente de la zona elástica lineal de la curva tensión-deformación ingenieriles?

  1. El coeficiente de Poisson
  2. El límite elástico convencional al 0,2 %
  3. La tenacidad a la fractura
  4. El módulo de elasticidad o módulo de Young Correct answer.

Explanation

En la región elástica lineal la tensión es proporcional a la deformación según la ley de Hooke, y la constante de proporcionalidad es el módulo de Young, que mide la rigidez del material. El límite elástico es una tensión umbral, no una pendiente, y la tenacidad a la fractura cuantifica la resistencia a la propagación de grietas.

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

Un alambre de cobre de 2,0 m de longitud y sección 1,0 mm² se somete a una fuerza de 200 N. Si su módulo de Young es 110 GPa, ¿cuál es el alargamiento elástico aproximado?

  1. 3,6 mm Correct answer.
  2. 0,36 mm
  3. 36 mm
  4. 1,8 mm

Explanation

La tensión es σ = F/A = 200 N / 1,0·10⁻⁶ m² = 2,0·10⁸ Pa. La deformación unitaria es ε = σ/E = 2,0·10⁸ / 1,10·10¹¹ ≈ 1,82·10⁻³, y el alargamiento ΔL = ε·L ≈ 3,6·10⁻³ m.

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

En una probeta de acero dulce, el fenómeno por el cual aparece un escalón brusco de deformación a tensión prácticamente constante tras superar el límite elástico superior se denomina:

  1. Fluencia o cedencia con banda de Lüders Correct answer.
  2. Fluencia en caliente (creep)
  3. Relajación de tensiones
  4. Endurecimiento por deformación

Explanation

En aceros de bajo carbono aparece un límite elástico superior seguido de una meseta de cedencia donde se forman bandas de Lüders que se propagan por la probeta. Este comportamiento se asocia a la interacción de dislocaciones con átomos intersticiales de carbono y nitrógeno.

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

¿Qué ensayo normalizado se emplea habitualmente para determinar la tenacidad a la fractura de un material metálico mediante una probeta entallada y fatigada en su punta?

  1. Ensayo Charpy de flexión por choque Correct answer.
  2. Ensayo de fatiga rotativa de Wöhler
  3. Ensayo de dureza Brinell
  4. Ensayo de tracción uniaxial

Explanation

El ensayo Charpy mide la energía absorbida al romper por impacto una probeta entallada, indicando la tenacidad al choque y la tendencia a la fractura frágil. La dureza mide resistencia a la penetración, la fatiga rotativa mide vida a ciclos y la tracción da propiedades estáticas.

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

La estructura cristalina del hierro alfa (ferrita, cúbica centrada en el cuerpo) se transforma en hierro gamma (austenita) al calentarlo por encima de aproximadamente:

  1. 1148 °C
  2. 912 °C Correct answer.
  3. 770 °C
  4. 1538 °C

Explanation

La transformación alotrópica ferrita-austenita del hierro puro ocurre cerca de 912 °C, pasando de estructura BCC a FCC. A 1538 °C está la fusión, 770 °C es la temperatura de Curie y 1148 °C corresponde a una temperatura eutéctica del diagrama Fe-C.

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

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

  1. Láminas alternas de ferrita y cementita Correct answer.
  2. Granos de austenita retenida
  3. Cementita proeutectoide en forma de agujas
  4. Solución sólida intersticial de carbono en hierro gamma

Explanation

La perlita resulta de la descomposición de la austenita en la reacción eutectoide a 727 °C, dando láminas alternas de ferrita (BCC) y cementita (Fe₃C). Su proporción y espaciado laminar influyen en la dureza y resistencia del acero.

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

Un acero con 0,8 % de carbono, enfriado muy lentamente desde la región austenítica, presenta a temperatura ambiente una microestructura compuesta casi totalmente por:

  1. Cementita proeutectoide y perlita
  2. Ferrita proeutectoide y perlita
  3. Perlita Correct answer.
  4. Martensita

Explanation

La composición eutectoide del sistema Fe-C está en torno al 0,76-0,8 % de carbono, por lo que un enfriamiento lento transforma toda la austenita en perlita. Los aceros hipoeutectoides dan ferrita proeutectoide y los hipereutectoides cementita proeutectoide.

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

El temple del acero tiene como objetivo principal:

  1. Aumentar el tamaño de grano para mejorar la ductilidad
  2. Eliminar el carbono del acero por difusión
  3. Reducir tensiones internas mediante calentamiento y enfriamiento controlados
  4. Obtener martensita de elevada dureza mediante enfriamiento rápido Correct answer.

Explanation

El temple austeniza el acero y lo enfría a velocidad superior a la crítica, transformando la austenita en martensita, que es dura y frágil. El revenido posterior reduce fragilidad y tensiones, y el recocido es el tratamiento de ablandamiento.

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

Para aumentar la templabilidad de un acero estructural, es decir, su capacidad de endurecerse en piezas de gran espesor, se suele:

  1. Realizar un recocido de ablandamiento prolongado
  2. Disminuir el contenido de carbono por debajo del 0,1 %
  3. Aumentar el contenido de azufre para mejorar la maquinabilidad
  4. Añadir elementos aleantes como cromo, níquel o molibdeno Correct answer.

Explanation

Elementos como Cr, Ni, Mo o Mn desplazan la curva de transformación hacia tiempos mayores, permitiendo obtener martensita con velocidades de enfriamiento más bajas y en secciones gruesas. El azufre forma sulfuros que fragilizan y el recocido ablanda.

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

En el ensayo de dureza Brinell, el valor de dureza se calcula a partir de:

  1. La profundidad de penetración de un cono de diamante con carga creciente
  2. La altura de rebote de un martillo sobre la superficie
  3. La longitud de la diagonal de una huella piramidal
  4. El diámetro de la huella dejada por una bola de carburo bajo carga normalizada Correct answer.

Explanation

El método Brinell emplea una bola de acero templado o carburo de diámetro normalizado y una carga conocida; se mide el diámetro de la huella y se aplica la fórmula que relaciona carga, diámetro de bola y diámetro de huella. La huella piramidal corresponde a Vickers y el cono de diamante a Rockwell.

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

Una pieza de acero debe soportar impactos repetidos sin romperse de forma frágil a baja temperatura. ¿Qué propiedad resulta más determinante en la selección del material?

  1. Tenacidad al impacto medida con probeta entallada Correct answer.
  2. Conductividad térmica
  3. Módulo de Young
  4. Resistencia a la fluencia en caliente

Explanation

La transición dúctil-frágil se evalúa con la energía absorbida en ensayos de impacto sobre probetas entalladas, que refleja la tenacidad a baja temperatura. El módulo de Young apenas varía entre aceros y no distingue su comportamiento frágil.

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

La fatiga de un componente metálico sometido a cargas cíclicas se caracteriza por:

  1. Fractura instantánea al superar el límite de rotura en el primer ciclo
  2. Fractura a tensiones inferiores al límite elástico estático tras muchos ciclos Correct answer.
  3. Deformación plástica uniforme antes de la rotura
  4. Aumento progresivo de la dureza hasta la rotura dúctil

Explanation

La fatiga comienza con la nucleación de grietas en concentradores de tensión, progresa de forma estable y termina en fractura súbita, todo ello con tensiones máximas por debajo del límite elástico. La superficie de fractura suele mostrar marcas de playa y una zona final rugosa.

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

En un ensayo de tracción, un material presenta un límite elástico de 350 MPa y una carga de rotura de 500 MPa. Un diseño que exija que la pieza no sufra deformación plástica permanente debe limitar la tensión de trabajo a:

  1. Un valor inferior a 350 MPa, aplicando además un coeficiente de seguridad Correct answer.
  2. Un valor inferior a 500 MPa, ya que por debajo de esa tensión no hay deformación
  3. Exactamente 425 MPa, valor medio entre ambos límites
  4. Cualquier valor, pues el módulo de Young garantiza recuperación total

Explanation

El límite elástico marca el inicio de la deformación plástica permanente, por lo que la tensión de servicio debe quedar por debajo de 350 MPa y además afectada por un coeficiente de seguridad. La carga de rotura solo indica el fallo por rotura, no el inicio de la fluencia.

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

¿Cuál de las siguientes es una propiedad característica de los materiales cerámicos frente a los metales?

  1. Comportamiento plástico apreciable antes de la fractura
  2. Alta ductilidad y elevada conductividad eléctrica
  3. Baja temperatura de fusión y gran tenacidad al impacto
  4. Elevada dureza y fragilidad con baja conductividad eléctrica en muchos casos Correct answer.

Explanation

Los enlaces iónicos y covalentes de las cerámicas dificultan el movimiento de dislocaciones, lo que les confiere gran dureza y fragilidad, y en muchos casos carácter aislante. Los metales, con enlace metálico, son dúctiles y buenos conductores.

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

Un polímero termoplástico se distingue de un termoestable porque:

  1. Presenta reticulación covalente tridimensional irreversible
  2. Es siempre un elastómero con memoria de forma
  3. No funde con el calor y se degrada antes de reblandecer
  4. Puede reblandecerse y moldearse repetidamente al calentarlo Correct answer.

Explanation

Los termoplásticos están formados por cadenas lineales o ramificadas unidas por fuerzas intermoleculares, de modo que al calentar se reblandecen y pueden remodelarse. Los termoestables tienen enlaces covalentes cruzados que impiden el flujo al calentar.

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

En un ensayo de tracción de una probeta de acero, la estricción o acuñamiento se manifiesta en la curva tensión-deformación ingenieriles como:

  1. Un aumento continuo de la tensión hasta la rotura
  2. Una disminución de la tensión ingenieril tras alcanzar la carga máxima Correct answer.
  3. Una zona inicial no lineal antes de la zona elástica
  4. Una meseta horizontal de cedencia

Explanation

Tras la carga máxima comienza la estricción localizada, la sección útil disminuye y la tensión ingenieril calculada con la sección inicial desciende aunque la tensión real siga aumentando. La rotura se produce al final de esta etapa.

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

La ley de Hooke para un material isótropo en tracción uniaxial relaciona tensión y deformación mediante σ = E·ε. ¿Qué condición debe cumplirse para su validez?

  1. Que el material esté en estado de fluencia plástica
  2. Que la probeta presente estricción
  3. Que la tensión no supere el límite de proporcionalidad del material Correct answer.
  4. Que la deformación supere el límite elástico

Explanation

La proporcionalidad entre tensión y deformación solo es válida en la zona elástica lineal, hasta el límite de proporcionalidad. Superado ese punto, la relación deja de ser lineal y puede aparecer deformación permanente.

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

En la selección de materiales para una pieza ligera que debe soportar tracción sin alargarse excesivamente, el criterio de rigidez específica se expresa habitualmente como:

  1. E/ρ, módulo de Young dividido por la densidad Correct answer.
  2. E·ρ, módulo por la densidad
  3. σe/ρ², límite elástico entre el cuadrado de la densidad
  4. σe·ρ, límite elástico por la densidad

Explanation

Para minimizar el alargamiento elástico con la menor masa posible, el índice de mérito es E/ρ: cuanto mayor sea, más rígida es la estructura por unidad de masa. El límite elástico dividido por la densidad se usa cuando el criterio es resistencia, no rigidez.

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

Un acero hipoeutectoide con 0,4 % de carbono se enfría lentamente desde 900 °C. ¿Qué fases o constituyentes aparecen en su microestructura a temperatura ambiente?

  1. Ferrita proeutectoide y perlita Correct answer.
  2. Martensita y austenita retenida
  3. Cementita proeutectoide y perlita
  4. Ledeburita y cementita

Explanation

Con un contenido inferior al eutectoide (0,76-0,8 % C), la austenita precipita primero ferrita proeutectoide en borde de grano y el resto se transforma en perlita a 727 °C. La cementita proeutectoide requiere contenidos superiores al eutectoide.

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

La recristalización de un metal deformado en frío consiste en:

  1. La transformación de ferrita en austenita por calentamiento
  2. La difusión de átomos de soluto hacia los bordes de grano sin cambio de estructura
  3. La nucleación y crecimiento de nuevos granos libres de deformación a partir de una temperatura umbral Correct answer.
  4. La rotura de granos por maclado mecánico

Explanation

Tras la deformación en frío el metal acumula dislocaciones y energía interna; al calentarlo por encima de la temperatura de recristalización se forman nuevos granos equiaxiales que sustituyen a los deformados, reduciendo dureza y restableciendo la ductilidad.

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

Una barra cilíndrica de aluminio de 10 mm de diámetro y 500 mm de longitud soporta una carga de tracción de 1570 N. Si E = 70 GPa, ¿cuál es aproximadamente su deformación unitaria elástica?

  1. 1,4·10⁻⁴
  2. 2,9·10⁻⁴ Correct answer.
  3. 4,1·10⁻³
  4. 2,9·10⁻²

Explanation

El área es A = π·(0,005 m)² ≈ 7,85·10⁻⁵ m²; la tensión σ = 1570/7,85·10⁻⁵ ≈ 2,0·10⁷ Pa. Dividiendo por E = 7,0·10¹⁰ Pa se obtiene ε ≈ 2,9·10⁻⁴.

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

El fenómeno de corrosión galvánica en una unión de dos metales distintos se produce cuando:

  1. Metales con distinto potencial electroquímico se conectan en presencia de un electrolito Correct answer.
  2. Dos piezas del mismo metal se unen sin electrolito
  3. Se aplica un recubrimiento catódico de sacrificio sobre el metal base
  4. El metal se calienta por encima de su temperatura de recristalización

Explanation

La diferencia de potencial entre metales distintos crea una pila galvánica: el metal menos noble (ánodo) se oxida y el más noble (cátodo) se protege. La presencia de un electrolito cierra el circuito iónico y acelera el ataque.

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

En el diagrama hierro-carbono, la austenita es una solución sólida intersticial de carbono en hierro gamma con estructura:

  1. Cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
  2. Cúbica centrada en las caras (FCC) Correct answer.
  3. Tetragonal centrada en el cuerpo (BCT)
  4. Hexagonal compacta (HCP)

Explanation

La austenita tiene red FCC, que presenta huecos octaédricos mayores y admite hasta un 2,1 % de carbono a alta temperatura. La ferrita es BCC y la martensita es una estructura tetragonal distorsionada por el carbono atrapado.

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

Un material compuesto de fibra de carbono y matriz polimérica se caracteriza por:

  1. Mayor densidad que el acero y conductividad elevada
  2. Isotropía completa de sus propiedades mecánicas
  3. Comportamiento frágil en todas las direcciones sin refuerzo
  4. Elevada rigidez específica en la dirección de las fibras Correct answer.

Explanation

Las fibras de carbono aportan gran rigidez y resistencia según su orientación, con baja densidad, de modo que el compuesto es anisótropo y su mejor rendimiento se obtiene en la dirección de las fibras. La matriz polimérica transmite cargas y protege las fibras.

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

Durante un ensayo de tracción, una probeta de acero de sección inicial 100 mm² alcanza la carga máxima de 50 kN. ¿Cuál es la tensión de rotura ingenieril?

  1. 50 MPa
  2. 500 MPa Correct answer.
  3. 5 GPa
  4. 0,5 MPa

Explanation

La tensión de rotura ingenieril es la carga máxima dividida por la sección inicial: σ = 50 000 N / 100·10⁻⁶ m² = 5,0·10⁸ Pa = 500 MPa. La tensión real sería mayor porque la sección se reduce por la estricción.

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

En el ensayo de resiliencia Charpy, la probeta normalizada con entalla en V se rompe mediante un péndulo que la golpea. ¿Qué magnitud se obtiene directamente de este ensayo y en qué unidades se expresa habitualmente?

  1. El número de ciclos hasta la rotura del péndulo, expresado en ciclos
  2. La deformación plástica en la entalla medida tras el impacto, expresada en porcentaje
  3. La carga máxima soportada por la probeta antes de la rotura, expresada en kN
  4. La energía absorbida en la rotura por unidad de sección transversal en la entalla, expresada en J/cm² o kJ/m² Correct answer.

Explanation

El péndulo Charpy mide la energía que absorbe la probeta al fracturarse, obtenida de la diferencia de alturas del martillo antes y después del impacto. Esa energía se refiere a la sección transversal en la entalla, por lo que la resiliencia se expresa en J/cm² o kJ/m². Un valor alto indica comportamiento tenaz y buena resistencia a la fractura frágil.

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

Una aleación metálica presenta una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC). ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente una característica de esta red y su efecto sobre el comportamiento mecánico?

  1. Tiene un factor de empaquetamiento de 0,68 y pocos sistemas de deslizamiento, lo que favorece una transición dúctil-frágil marcada Correct answer.
  2. Tiene un factor de empaquetamiento atómico de 0,74 y por ello suele ser muy dúctil a temperatura ambiente
  3. Presenta 12 sistemas de deslizamiento principales y por ello mantiene gran tenacidad incluso a baja temperatura
  4. Su celda contiene cuatro átomos y su empaquetamiento compacto la hace inmune a la fractura frágil

Explanation

La red BCC tiene un factor de empaquetamiento de 0,68, inferior al 0,74 de las redes compactas FCC y HCP. Sus sistemas de deslizamiento son más limitados y la movilidad de dislocaciones depende mucho de la temperatura, lo que explica la transición dúctil-frágil que muestran muchos aceros BCC. Por eso pueden volverse frágiles al bajar la temperatura.

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

Se desea fabricar un componente ligero que trabaje a flexión y en el que la rigidez frente a la masa sea determinante. Para comparar materiales se utiliza el índice de mérito E^(1/2)/ρ, donde E es el módulo elástico y ρ la densidad. ¿Qué material resulta más favorable según este criterio entre los siguientes?

  1. Un acero estructural con E = 210 GPa y ρ = 7850 kg/m³
  2. Un polímero técnico con E = 3 GPa y ρ = 1200 kg/m³
  3. Una aleación de aluminio con E = 70 GPa y ρ = 2700 kg/m³ Correct answer.
  4. Una cerámica técnica con E = 380 GPa y ρ = 3900 kg/m³

Explanation

El índice E^(1/2)/ρ premia módulos altos con densidades bajas. Aunque el acero y la cerámica tienen mayor módulo, su densidad elevada penaliza el cociente, mientras que el aluminio ofrece un equilibrio ventajoso entre rigidez y peso. Calculando el índice, el aluminio supera a los otros tres candidatos en este criterio concreto.

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

Un metal policristalino se deforma en frío hasta un 40 % de reducción y después se recuece a una temperatura suficientemente alta. ¿Qué secuencia de cambios microestructurales cabe esperar durante el recocido?

  1. Primero crecimiento de grano, después recristalización y finalmente recuperación de la resistividad
  2. Transformación alotrópica completa a otra red cristalina con eliminación total de dislocaciones
  3. Fusión parcial de los bordes de grano seguida de solidificación y afino del tamaño de grano
  4. Recuperación de defectos puntuales, nucleación y crecimiento de nuevos granos recristalizados y, por último, crecimiento de grano Correct answer.

Explanation

El recocido tras deformación en frío progresa en tres etapas: recuperación, en la que se aniquilan defectos puntuales y se reordenan dislocaciones sin cambiar la microestructura; recristalización, con nucleación y crecimiento de granos nuevos libres de deformación; y crecimiento de grano, que reduce la energía interfacial. Este orden explica la caída de dureza y el aumento de ductilidad observados.

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

En la selección de un material para un depósito que almacenará una disolución acuosa ácida y conductora, se valora el riesgo de corrosión. ¿Qué combinación de factores aumenta más la velocidad de corrosión electroquímica del acero del depósito?

  1. Un electrolito poco conductor, ausencia de oxígeno disuelto y pH neutro mantenido
  2. Un recubrimiento continuo y adherente que aísle el acero del electrolito
  3. Una temperatura baja y homogénea, con el electrolito en reposo y sin oxígeno
  4. Un electrolito conductor con oxígeno disuelto, zonas con diferente aireación y presencia de iones cloruro Correct answer.

Explanation

La corrosión electroquímica se acelera cuando el electrolito conduce bien, hay oxígeno disponible para la reacción catódica y existen diferencias de potencial, como las generadas por distinta aireación. Los iones cloruro, además, favorecen la rotura de la capa pasiva y la corrosión localizada por picadura. Todo ello incrementa la velocidad de corrosión del acero.

Question 31Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un mecanismo de cuatro barras, ¿cómo se denomina la barra que puede girar una vuelta completa y es la que recibe el movimiento de entrada?

  1. Bancada
  2. Biela
  3. Balancín
  4. Manivela Correct answer.

Explanation

La manivela es el eslabón que describe giros completos alrededor de su articulación fija y suele actuar como elemento motriz. El balancín, en cambio, solo oscila y no completa la vuelta. La biela es el eslabón que transmite el movimiento entre manivela y balancín.

Question 32Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un sistema de poleas con correa, la relación de transmisión entre una polea motriz de 60 mm de diámetro y una conducida de 180 mm es:

  1. i = 3, y la conducida gira más despacio Correct answer.
  2. i = 1/3, y la conducida gira más rápido
  3. i = 3, y la conducida gira más rápido
  4. i = 1/3, y la conducida gira más despacio

Explanation

En poleas, la relación de transmisión es i = D_conducida/D_motriz = 180/60 = 3. Al ser mayor que la unidad, la polea conducida gira a menor velocidad angular que la motriz, reduciendo las revoluciones y aumentando el par.

Question 33Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

¿Qué tipo de esfuerzo soporta principalmente un cable de acero que sostiene una carga colgante en equilibrio?

  1. Tracción Correct answer.
  2. Torsión
  3. Flexión
  4. Compresión

Explanation

Un cable sometido a una carga colgante trabaja a tracción, ya que las fuerzas tienden a alargarlo a lo largo de su eje. Los cables no son rígidos y no pueden transmitir compresión ni flexión de forma estable. Por eso su dimensionado se hace frente a la tensión de tracción.

Question 34Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Una viga biapoyada soporta una carga puntual centrada. ¿Dónde se produce el momento flector máximo?

  1. En los cuartos de luz
  2. Es constante en toda la viga
  3. En los apoyos extremos
  4. En el centro de la viga, bajo la carga Correct answer.

Explanation

En una viga biapoyada con carga puntual centrada, el diagrama de momentos flectores es triangular y alcanza su valor máximo en el punto de aplicación de la carga, es decir, en el centro. En los apoyos el momento flector es nulo porque son articulaciones.

Question 35Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un engranaje de ruedas dentadas, dos ruedas que engranan directamente entre sí deben tener:

  1. El mismo número de dientes
  2. El mismo módulo y paso circular Correct answer.
  3. El mismo sentido de giro
  4. El mismo diámetro primitivo

Explanation

Para que dos ruedas dentadas engranen correctamente, sus dientes deben tener el mismo tamaño, lo que exige igual módulo y por tanto igual paso circular. El número de dientes y el diámetro primitivo pueden ser distintos y determinan la relación de transmisión. Además, ruedas engranadas giran en sentidos opuestos.

Question 36Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

¿Cuál es la función de un tornillo sin fin y corona en un mecanismo de transmisión?

  1. Invertir el sentido de giro sin reducir velocidad
  2. Convertir el movimiento circular en alternativo
  3. Reducir mucho la velocidad y cambiar el eje de giro 90° Correct answer.
  4. Aumentar la velocidad manteniendo el mismo eje

Explanation

El conjunto tornillo sin fin-corona transmite el movimiento entre ejes perpendiculares, girando el eje de salida 90° respecto al de entrada. Además, con una sola entrada en el sin fin se consigue una gran reducción de velocidad y un aumento considerable del par. Es un mecanismo irreversible en muchos casos.

Question 37Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Una barra de acero de sección 200 mm² está sometida a una fuerza de tracción de 20 kN. La tensión normal media es:

  1. 1000 MPa
  2. 10 MPa
  3. 0,1 MPa
  4. 100 MPa Correct answer.

Explanation

La tensión normal se obtiene como σ = F/A. Con F = 20 000 N y A = 200 mm², resulta σ = 100 N/mm² = 100 MPa. Es importante convertir los kN a N y mantener la sección en mm² para obtener directamente MPa.

Question 38Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En una estructura triangulada, ¿por qué se emplean triángulos en lugar de cuadriláteros?

  1. Porque el triángulo permite mayores luces con menos nudos
  2. Porque el triángulo pesa menos que el cuadrado
  3. Porque el triángulo es indeformable sin necesidad de rigidizar las uniones Correct answer.
  4. Porque el cuadrado no puede unirse con pasadores

Explanation

Un triángulo articulado es una figura geométricamente indeformable: fijadas sus barras, la forma no cambia. Un cuadrilátero articulado, en cambio, puede deformarse como mecanismo hasta convertirse en rombo, por lo que necesita rigidización adicional. Por eso las cerchas se triangulan.

Question 39Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un sistema de engranajes compuesto por una rueda motriz de 20 dientes y una conducida de 60 dientes, si la motriz gira a 300 rpm, la conducida girará a:

  1. 300 rpm
  2. 600 rpm
  3. 900 rpm
  4. 100 rpm Correct answer.

Explanation

La relación de transmisión es i = Z_conducida/Z_motriz = 60/20 = 3. La velocidad de salida es n_salida = n_entrada/i = 300/3 = 100 rpm. Al aumentar el número de dientes de la rueda conducida, esta gira más despacio y con mayor par.

Question 40Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Un mecanismo de piñón y cremallera se utiliza para:

  1. Cambiar el plano de giro 90°
  2. Multiplicar la velocidad angular
  3. Transformar un movimiento giratorio en rectilíneo alternativo Correct answer.
  4. Transformar un movimiento rectilíneo en giratorio continuo sin límite

Explanation

El piñón, al girar, engrana con los dientes de la cremallera y provoca su desplazamiento rectilíneo. Si el piñón gira en un sentido y luego en el contrario, la cremallera avanza y retrocede, generando un movimiento rectilíneo alternativo. Es habitual en direcciones de vehículos y en puertas correderas automáticas.

Question 41Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Una viga empotrada en un extremo y libre en el otro (voladizo) soporta una carga puntual en su extremo libre. El momento flector máximo se produce:

  1. En el punto medio
  2. No existe momento flector
  3. En el extremo libre
  4. En el empotramiento Correct answer.

Explanation

En un voladizo con carga en el extremo, el momento flector crece desde cero en el extremo libre hasta su valor máximo en el empotramiento, donde vale M = F·L. El empotramiento debe resistir ese momento para mantener el equilibrio.

Question 42Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En una prensa manual se usa un tornillo de potencia con rosca cuadrada. Para elevar una carga, ¿qué par debe aplicarse y de qué depende principalmente?

  1. Un par que vence el rozamiento en la rosca y depende del paso, el diámetro y el coeficiente de rozamiento Correct answer.
  2. Un par nulo, porque la rosca cuadrada es irreversible
  3. Un par independiente del paso de la rosca
  4. Un par que depende solo del peso de la carga y no de la geometría

Explanation

Al girar un tornillo de potencia, el par aplicado debe vencer la componente axial de la carga y el rozamiento entre filetes. Ese par depende del diámetro medio, del paso (que fija el ángulo de hélice) y del coeficiente de rozamiento. Una rosca cuadrada reduce el rozamiento frente a perfiles triangulares.

Question 43Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un sistema de transmisión por cadena, ¿qué ventaja presenta frente a la correa?

  1. No necesita lubricación
  2. No existe deslizamiento entre piñón y cadena Correct answer.
  3. Permite mayores velocidades lineales
  4. Es más silenciosa a altas velocidades

Explanation

La cadena engrana en los dientes del piñón, por lo que transmite el movimiento sin deslizamiento y mantiene exactamente la relación de transmisión. La correa, en cambio, puede patinar bajo carga elevada. Como contrapartida, la cadena es más ruidosa y requiere lubricación.

Question 44Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Una barra de 2 m de longitud y sección 100 mm² se somete a una tracción de 10 kN. Si el módulo de elasticidad es 200 GPa, el alargamiento elástico es aproximadamente:

  1. 10 mm
  2. 0,1 mm
  3. 1,0 mm Correct answer.
  4. 100 mm

Explanation

La ley de Hooke da δ = F·L/(A·E). Con F = 10 000 N, L = 2000 mm, A = 100 mm² y E = 200 000 N/mm², resulta δ = (10 000·2000)/(100·200 000) = 1 mm. El alargamiento es pequeño porque el acero es muy rígido.

Question 45Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un mecanismo de leva y seguidor, la ley de desplazamiento define:

  1. El par que transmite la leva al seguidor
  2. La velocidad de giro constante de la leva
  3. El número de dientes de la leva
  4. La posición del seguidor en función del ángulo de giro de la leva Correct answer.

Explanation

La ley de desplazamiento describe cómo se mueve el seguidor (su elevación) a medida que la leva gira. De ella se deducen la velocidad y la aceleración del seguidor, que condicionan las fuerzas dinámicas. Una buena ley evita saltos bruscos y reduce el desgaste.

Question 46Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Una viga de madera de sección rectangular 100 mm × 200 mm (base × altura) trabaja a flexión. Su módulo resistente W se calcula como:

  1. W = b·h²/6 = 66 667 mm³
  2. W = b·h³/12 = 66 667 000 mm³
  3. W = b·h²/6 = 666 667 mm³ Correct answer.
  4. W = b·h/6 = 3 333 mm³

Explanation

Para una sección rectangular, el módulo resistente a flexión es W = b·h²/6. Con b = 100 mm y h = 200 mm, resulta W = 100·40 000/6 ≈ 666 667 mm³. El momento de inercia I = b·h³/12 es otra magnitud distinta.

Question 47Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

¿Qué condición de equilibrio debe cumplir una cercha isostática ideal para que pueda calcularse mediante el método de los nudos?

  1. Que el número de nudos sea igual al de barras
  2. Que no existan nudos articulados
  3. Que el número de barras sea b = 2n − 3, siendo n el número de nudos Correct answer.
  4. Que todas las barras estén a compresión

Explanation

Una cercha plana isostática cumple la relación b = 2n − 3, que garantiza que las ecuaciones de equilibrio de los nudos igualan el número de incógnitas. Si hay más barras, la estructura es hiperestática; si hay menos, es un mecanismo. El método de los nudos aplica equilibrio en cada articulación.

Question 48Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En un sistema reductor de dos etapas, la primera tiene relación i₁ = 4 y la segunda i₂ = 5. La relación total y el sentido de giro final respecto al eje de entrada son:

  1. i = 1,25, con sentido contrario
  2. i = 20, con sentido contrario
  3. i = 9, con el mismo sentido
  4. i = 20, con el mismo sentido de giro Correct answer.

Explanation

En etapas en serie las relaciones se multiplican: i_total = i₁·i₂ = 20. Cada etapa invierte el sentido de giro, de modo que dos inversiones dejan el eje de salida girando en el mismo sentido que el de entrada. La velocidad de salida se reduce veinte veces.

Question 49Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

En una viga sometida a flexión, la fibra neutra es:

  1. La línea donde la tensión normal es nula y no hay alargamiento ni acortamiento Correct answer.
  2. La fibra más comprimida de la sección
  3. La fibra más traccionada de la sección
  4. El eje longitudinal que soporta la máxima tensión cortante

Explanation

Al flectar, unas fibras se alargan (tracción) y otras se acortan (compresión); entre ellas existe una superficie donde la deformación longitudinal es nula, llamada fibra neutra. En ella la tensión normal por flexión vale cero. Las tensiones máximas aparecen en las fibras más alejadas de la neutra.

Question 50Mechanical systems and machine design: mechanisms, transmission, structures and resistance of materials

Un mecanismo de biela-manivela tiene una manivela de radio 50 mm y una biela de 200 mm. Para una vuelta completa de la manivela, la carrera del patín (desplazamiento total) es:

  1. 100 mm Correct answer.
  2. 250 mm
  3. 50 mm
  4. 200 mm

Explanation

La carrera del patín es la diferencia entre sus posiciones extremas, que corresponde al doble del radio de la manivela: carrera = 2r = 100 mm. La longitud de la biela influye en la ley de movimiento y en la oblicuidad, pero no modifica la carrera total.