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Question 1Materials science and technology: 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?

  1. La resiliencia elástica
  2. El módulo de elasticidad o módulo de Young Correct answer.
  3. La tenacidad al impacto
  4. El límite elástico convencional

Explanation

En la zona elástica lineal la tensión es proporcional a la deformación (ley de Hooke), y la constante de proporcionalidad es el módulo de Young, medido en MPa o GPa. Este parámetro describe la rigidez del material y no depende del límite elástico ni de la energía absorbida.

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

Una probeta cilíndrica de 10 mm de diámetro se somete a una carga de 15 kN. ¿Cuál es la tensión nominal de tracción?

  1. 477 MPa
  2. 1,5 MPa
  3. 191 MPa Correct answer.
  4. 15 MPa

Explanation

El área de la sección es π·d²/4 = π·(0,010)²/4 ≈ 7,854·10⁻⁵ m². Dividiendo la carga 15 000 N entre esa área se obtiene aproximadamente 191 MPa.

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

¿Qué propiedad describe la capacidad de un material para absorber energía antes de fracturarse, integrando el área bajo toda la curva tensión-deformación?

  1. La dureza
  2. La tenacidad Correct answer.
  3. La fluencia
  4. La rigidez

Explanation

La tenacidad cuantifica la energía absorbida hasta la rotura e incluye tanto la zona elástica como la plástica. Un material tenaz combina resistencia y ductilidad, por lo que el área total bajo la curva es su medida.

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

En un ensayo Charpy con probeta entallada, ¿qué información se obtiene directamente?

  1. El coeficiente de Poisson
  2. La energía absorbida al impacto y el aspecto de la fractura Correct answer.
  3. El módulo de Young del material
  4. La temperatura de fusión del acero

Explanation

El péndulo Charpy mide la energía consumida al romper la probeta entallada, expresada en julios, y la superficie de fractura indica el modo dúctil o frágil. Es un ensayo dinámico que evalúa la tenacidad al impacto y su variación con la temperatura.

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

Un acero presenta una transición dúctil-frágil. ¿Qué consecuencia tiene trabajar por debajo de su temperatura de transición?

  1. El módulo de Young se reduce a la mitad
  2. Desaparece el límite elástico del material
  3. Aumenta la ductilidad y la energía absorbida
  4. La fractura pasa a ser frágil con baja absorción de energía Correct answer.

Explanation

Por debajo de la temperatura de transición el acero absorbe mucha menos energía en el impacto y rompe de forma frágil, sin deformación plástica apreciable. Este fenómeno es crítico en estructuras expuestas a frío intenso.

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

¿Qué tipo de enlace predomina en los metales y explica su buena conductividad eléctrica y su ductilidad?

  1. Enlace metálico Correct answer.
  2. Enlaces de hidrógeno
  3. Enlace iónico
  4. Enlace covalente

Explanation

En el enlace metálico los electrones de valencia forman una nube deslocalizada que puede desplazarse, lo que permite conducir corriente y justifica la deformación plástica sin rotura. Los iones positivos quedan rodeados por ese mar electrónico.

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

La estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC) se caracteriza por:

  1. Dos átomos por celda y factor de empaquetamiento 0,68
  2. Un átomo por celda y factor de empaquetamiento 0,34
  3. Seis átomos por celda y factor de empaquetamiento 0,52
  4. Cuatro átomos por celda y factor de empaquetamiento 0,74 Correct answer.

Explanation

La celda FCC contiene cuatro átomos efectivos y alcanza un factor de empaquetamiento de 0,74, el máximo para esferas iguales. Materiales como el aluminio o el cobre cristalizan en esta red, que aporta buena ductilidad.

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

En una red BCC, ¿cuántos átomos completos corresponden a cada celda unidad?

  1. 4
  2. 8
  3. 2 Correct answer.
  4. 6

Explanation

En la BCC hay ocho vértices que aportan 1/8 cada uno y un átomo central completo, sumando 1 + 1 = 2 átomos por celda. Por eso su factor de empaquetamiento es 0,68.

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

¿Qué defecto cristalino es una vacante?

  1. Un átomo intersticial propio
  2. Una dislocación de borde
  3. Un límite de grano
  4. Un hueco de red sin átomo Correct answer.

Explanation

La vacante es un defecto puntual consistente en la ausencia de un átomo en una posición reticular. Favorece la difusión atómica, que es la base de tratamientos térmicos como la cementación.

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

La ley de Hall-Petch relaciona el límite elástico con:

  1. La resistividad eléctrica
  2. El tamaño de grano del material Correct answer.
  3. El coeficiente de dilatación
  4. La temperatura de fusión

Explanation

La ecuación de Hall-Petch establece que el límite elástico aumenta al disminuir el tamaño de grano, porque los límites de grano frenan el movimiento de dislocaciones. Por eso el afino de grano es un mecanismo de endurecimiento.

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

Un latón se obtiene aleando cobre con zinc. ¿Qué mecanismo de endurecimiento explica principalmente el aumento de su límite elástico respecto al cobre puro?

  1. Endurecimiento por precipitación de segundas fases
  2. Endurecimiento por deformación en frío exclusivamente
  3. Endurecimiento por solución sólida Correct answer.
  4. Endurecimiento por tamaño de grano

Explanation

Los átomos de zinc se disuelven en la red del cobre y distorsionan localmente la estructura, dificultando el movimiento de dislocaciones. Ese es el endurecimiento por solución sólida característico de las aleaciones monofásicas como el latón alfa.

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

En el diagrama de fases hierro-carbono, la austenita es:

  1. Hierro alfa con muy bajo carbono
  2. Una solución sólida de carbono en hierro gamma Correct answer.
  3. Una mezcla eutéctica de ferrita y cementita
  4. Un compuesto intermetálico Fe₃C

Explanation

La austenita es la fase cúbica centrada en las caras del hierro gamma, que disuelve hasta un 2,14 % de carbono a alta temperatura. Su estructura abierta permite mayor solubilidad que la ferrita.

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

¿Qué microestructura se obtiene al enfriar lentamente un acero eutectoide (0,8 % C) desde la región austenítica?

  1. Martensita
  2. Ferrita delta
  3. Austenita retenida
  4. Perlita Correct answer.

Explanation

Al atravesar la temperatura eutectoide, la austenita se transforma en perlita, un agregado laminar alterno de ferrita y cementita. El enfriamiento lento permite la difusión necesaria para esa estructura laminar.

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

El temple del acero consiste en:

  1. Calentar en austenita y enfriar rápidamente para obtener martensita Correct answer.
  2. Recubrir la superficie con otro metal
  3. Calentar y enfriar lentamente para ablandar
  4. Mantener a temperatura constante para difundir carbono

Explanation

El temple austeniza la pieza y la enfría a gran velocidad, de modo que el carbono queda atrapado en una estructura tetragonal distorsionada llamada martensita, muy dura y frágil. Suele ir seguido de revenido para ajustar la tenacidad.

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

Tras el temple, ¿qué finalidad tiene el revenido?

  1. Convertir la martensita en austenita
  2. Aumentar la dureza por encima de la martensita
  3. Eliminar por completo el carbono del acero
  4. Reducir fragilidad y tensiones internas mejorando la tenacidad Correct answer.

Explanation

El revenido calienta el acero templado a temperaturas moderadas para aliviar tensiones y precipitar carburos finos, sacrificando algo de dureza a cambio de tenacidad. Es un tratamiento posterior imprescindible en piezas estructurales.

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

Una pieza debe resistir el desgaste superficial manteniendo un núcleo tenaz. ¿Qué tratamiento es más adecuado?

  1. Galvanizado electrolítico
  2. Cementación o nitruración superficial Correct answer.
  3. Recocido de ablandamiento total
  4. Temple completo sin revenido

Explanation

La cementación aporta carbono a la capa superficial y la nitruración nitrógeno, endureciendo la piel mientras el núcleo conserva tenacidad. Así se combinan resistencia al desgaste y capacidad de absorber cargas.

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

En el ensayo de dureza Brinell se emplea:

  1. Una bola de acero o carburo con carga normalizada Correct answer.
  2. Una punta de diamante cónica con carga variable
  3. Un péndulo con probeta entallada
  4. Un indentador piramidal de 136°

Explanation

El método Brinell imprime una bola endurecida de diámetro normalizado con una carga establecida y mide la huella resultante. El valor de dureza se obtiene de la relación entre carga y superficie de la huella.

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

¿Por qué la dureza Vickers resulta adecuada para estudiar capas cementadas muy delgadas?

  1. Porque mide la energía de impacto
  2. Porque no requiere preparar la superficie
  3. Porque permite cargas pequeñas y huellas de tamaño reducido Correct answer.
  4. Porque emplea cargas muy altas y huellas grandes

Explanation

El indentador piramidal Vickers admite cargas muy bajas, generando huellas pequeñas que permiten medir dureza en capas finas o en fases individuales. Además, su huella es similar en todos los materiales, lo que facilita comparar resultados.

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

¿Qué ensayo es no destructivo y permite detectar grietas internas en una pieza metálica?

  1. Análisis metalográfico destructivo
  2. Ensayo de tracción
  3. Ensayo Charpy
  4. Radiografía industrial Correct answer.

Explanation

La radiografía industrial atraviesa la pieza con radiación y revela discontinuidades internas como poros o grietas sin dañarla. Es un método volumétrico habitual en control de calidad de soldaduras.

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

En un ensayo por líquidos penetrantes, ¿qué tipo de defectos se detectan?

  1. Variaciones de composición química
  2. Discontinuidades abiertas a la superficie Correct answer.
  3. Tensiones residuales del temple
  4. Defectos internos profundos

Explanation

Los líquidos penetrantes se introducen en grietas y poros abiertos a la superficie y, tras revelar, se hacen visibles. Solo detectan defectos superficiales, no internos.

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

Un material debe soportar un ambiente marino salino durante años. ¿Qué propiedad resulta crítica en la selección?

  1. Conductividad térmica
  2. Punto de fusión
  3. Densidad
  4. Resistencia a la corrosión Correct answer.

Explanation

En ambiente salino el mecanismo de degradación dominante es la corrosión electroquímica, por lo que se seleccionan aceros inoxidables o aleaciones resistentes. Las demás propiedades influyen en el diseño, pero no en la durabilidad frente al medio.

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

¿Qué diagrama de selección relaciona la resistencia mecánica con la densidad para comparar materiales ligeros y resistentes?

  1. Diagrama de equilibrio Fe-C
  2. Diagrama de Pourbaix
  3. Diagrama de TTT
  4. Diagrama de Ashby resistencia-densidad Correct answer.

Explanation

Los diagramas de Ashby representan dos propiedades en escala logarítmica y permiten identificar índices de mérito para un requisito de diseño. Al cruzar resistencia y densidad se comparan materiales por su resistencia específica.

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

Para una viga que debe ser lo más ligera posible sin fallar por flexión, el índice de mérito a maximizar es:

  1. ρ/σy
  2. E/ρ²
  3. σy·ρ
  4. σy/ρ Correct answer.

Explanation

En una viga sometida a flexión con rigidez o resistencia limitada, el índice de mérito relevante es la resistencia específica σy/ρ. Maximizar ese cociente selecciona materiales que aportan más resistencia por unidad de masa.

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

¿Qué ensayo mide la resistencia de un recubrimiento a ser separado del sustrato mediante cuadrícula de rayado?

  1. Ensayo de tracción uniaxial
  2. Ensayo de fatiga rotativa
  3. Ensayo de fluencia
  4. Ensayos de adherencia por cuadrícula Correct answer.

Explanation

El ensayo de cuadrícula practica cortes en rejilla sobre el recubrimiento y evalúa cuántas zonas se desprenden al aplicar una cinta adhesiva. Es una prueba normalizada de adherencia sustrato-recubrimiento.

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

En un ensayo de fatiga, la rotura se produce a tensiones inferiores al límite elástico. ¿Qué explica este comportamiento?

  1. El aumento del módulo de Young durante el ensayo
  2. La acumulación de daño por ciclos y la iniciación de grietas Correct answer.
  3. La oxidación superficial del material
  4. La fusión local del material

Explanation

Las cargas cíclicas concentran deformación plástica en defectos y generan microfisuras que crecen progresivamente hasta la rotura. Por eso la fatiga ocurre a tensiones nominales por debajo del límite elástico estático.

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

En el ensayo de tracción de un acero, la probeta se descarga antes de alcanzar el límite elástico. Al volver a cargarla, ¿qué comportamiento se observa?

  1. Conserva una deformación permanente y presenta un límite elástico mayor.
  2. Recupera la deformación elástica y mantiene el mismo límite elástico original. Correct answer.
  3. Recupera la deformación elástica pero su módulo de Young aumenta de forma irreversible.
  4. Conserva una deformación permanente y presenta un límite elástico menor.

Explanation

Por debajo del límite elástico la deformación es recuperable: al descargar, la curva tensión-deformación regresa por la misma recta y la probeta recupera su longitud inicial. El límite elástico y el módulo de Young no se alteran porque no ha habido deformación plástica ni movimiento apreciable de dislocaciones. Solo al superar el límite elástico quedaría deformación remanente y endurecimiento por deformación.

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

Una barra de aluminio de 200 mm de longitud se somete a una tensión de 100 MPa. Si su módulo de Young es 70 GPa, ¿cuánto se alarga aproximadamente en el régimen elástico?

  1. 0,029 mm
  2. 2,9 mm
  3. 0,0029 mm
  4. 0,29 mm Correct answer.

Explanation

La ley de Hooke uniaxial da la deformación unitaria como ε = σ/E = 100 MPa / 70 000 MPa ≈ 0,00143. El alargamiento es ΔL = ε·L = 0,00143 × 200 mm ≈ 0,29 mm. La tensión aplicada queda muy por debajo del límite elástico del aluminio, de modo que el cálculo elástico es válido.

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

En un ensayo Charpy sobre dos aceros de igual composición, uno con grano fino y otro con grano grueso, ¿qué resultado cabe esperar al disminuir la temperatura?

  1. El acero de grano grueso muestra mayor tenacidad porque sus bordes de grano frenan más la grieta.
  2. El acero de grano fino conserva mayor energía absorbida y una temperatura de transición más baja. Correct answer.
  3. La energía absorbida aumenta en ambos al bajar la temperatura por el endurecimiento térmico.
  4. Ambos aceros presentan idéntica temperatura de transición porque la composición es la misma.

Explanation

El afino de grano aumenta la tenacidad y desplaza la transición dúctil-frágil hacia temperaturas más bajas, ya que los bordes de grano obstaculizan la propagación de la grieta. Por eso el acero de grano fino absorbe más energía en el ensayo Charpy a baja temperatura. La composición influye, pero la microestructura y el tamaño de grano son decisivos en ese comportamiento.

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

En un ensayo de dureza Rockwell C se aplica primero una precarga de 10 kgf y después la carga total de 150 kgf con un penetrador de cono de diamante. ¿Qué mide el equipo finalmente?

  1. El área proyectada de la huella calculada a partir de la diagonal.
  2. La profundidad de penetración recuperada elásticamente al retirar la carga.
  3. El diámetro de la huella medida con un microscopio tras el ensayo.
  4. La profundidad de penetración remanente tras retirar la carga total. Correct answer.

Explanation

Rockwell es un método diferencial: se mide el incremento de profundidad de penetración respecto a la precarga y se lee directamente en la escala del equipo, sin medición óptica. La precarga elimina irregularidades superficiales y define el cero de referencia. La dureza resulta inversamente proporcional a esa profundidad remanente.

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

Un componente estructural debe fabricarse con un material que maximice la rigidez por unidad de masa en una barra sometida a tracción. ¿Qué combinación de propiedades conviene seleccionar?

  1. Alta conductividad térmica y bajo módulo de Young.
  2. Alta tenacidad al impacto y bajo coeficiente de dilatación.
  3. Alta resistencia a la fluencia y alta densidad.
  4. Alto módulo de Young y baja densidad. Correct answer.

Explanation

En una barra a tracción la rigidez específica viene dada por E/ρ, donde E es el módulo de Young y ρ la densidad. Para minimizar la masa con una rigidez dada interesa un módulo elevado y una densidad baja. La resistencia a la fluencia condiciona el fallo resistente, pero no la rigidez elástica ni el índice de rigidez específica.

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

En una viga biapoyada de luz L sometida a una carga puntual P aplicada en el centro, ¿cuál es el valor del momento flector máximo?

  1. P·L/4 Correct answer.
  2. P·L
  3. P·L/2
  4. P·L/8

Explanation

En una viga simplemente apoyada con carga centrada, las reacciones valen P/2 en cada apoyo. El momento máximo aparece bajo la carga y vale (P/2)·(L/2) = P·L/4.

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

Una barra de acero de sección 200 mm² está sometida a un esfuerzo axil de tracción de 40 kN. ¿Cuál es la tensión normal en la barra?

  1. 20 MPa
  2. 80 MPa
  3. 200 MPa Correct answer.
  4. 8 MPa

Explanation

La tensión normal se obtiene como σ = N/A. Con N = 40 000 N y A = 200 mm² resulta σ = 200 N/mm² = 200 MPa.

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

En una palanca de primer género en equilibrio, el brazo de potencia mide 0,6 m y el brazo de resistencia 0,2 m. Si la resistencia es de 300 N, ¿qué fuerza de potencia se necesita?

  1. 100 N Correct answer.
  2. 900 N
  3. 150 N
  4. 600 N

Explanation

La ley de la palanca exige P·bp = R·br. Despejando, P = R·br/bp = 300·0,2/0,6 = 100 N.

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

¿Qué magnitud define el módulo de elasticidad longitudinal o módulo de Young de un material?

  1. La relación entre tensión tangencial y deformación angular
  2. La energía absorbida hasta la rotura por unidad de volumen
  3. La relación entre tensión normal y deformación unitaria en régimen elástico lineal Correct answer.
  4. La tensión máxima antes de la rotura del material

Explanation

El módulo de Young E es la pendiente de la recta del diagrama tensión-deformación en la zona elástica lineal, es decir, σ = E·ε. Cuantifica la rigidez del material frente a esfuerzos normales.

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

En un sistema de transmisión por engranajes, la rueda motriz tiene 20 dientes y gira a 1500 rpm. Si la rueda conducida tiene 60 dientes, ¿a qué velocidad gira?

  1. 1000 rpm
  2. 4500 rpm
  3. 750 rpm
  4. 500 rpm Correct answer.

Explanation

La relación de transmisión por número de dientes cumple n1·z1 = n2·z2. Por tanto n2 = 1500·20/60 = 500 rpm, reduciéndose la velocidad al triplicarse el número de dientes.

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

Una barra prismática de acero está empotrada por un extremo y libre por el otro. ¿Qué tipo de esfuerzo interno predomina en el empotramiento si en el extremo libre actúa una carga transversal puntual?

  1. Momento flector y esfuerzo cortante Correct answer.
  2. Esfuerzo axil de tracción puro
  3. Momento torsor únicamente
  4. Esfuerzo axil de compresión puro

Explanation

Una carga transversal en una ménsula genera un momento flector que crece hacia el empotramiento y un esfuerzo cortante constante igual a la carga. Ambos son los esfuerzos internos característicos de la flexión.

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

En el diagrama tensión-deformación de un acero dulce, ¿qué representa el límite elástico?

  1. La pendiente inicial de la curva en la zona proporcional
  2. La tensión a partir de la cual aparecen deformaciones permanentes apreciables Correct answer.
  3. La deformación unitaria máxima antes de la rotura
  4. La tensión correspondiente a la rotura final de la probeta

Explanation

El límite elástico es la tensión que separa el comportamiento elástico reversible del plástico, donde quedan deformaciones residuales al retirar la carga. En el acero dulce suele coincidir con el escalón de fluencia.

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

Un cuerpo está en equilibrio bajo la acción de tres fuerzas coplanarias concurrentes. ¿Qué condición debe cumplirse?

  1. Las tres fuerzas deben tener el mismo módulo
  2. La resultante de las fuerzas y el momento resultante respecto de cualquier punto deben ser nulos Correct answer.
  3. El momento resultante debe ser máximo para garantizar estabilidad
  4. Basta con que la suma de las fuerzas sea nula aunque exista un par

Explanation

El equilibrio estático de un sólido exige que la suma vectorial de fuerzas sea nula y que la suma de momentos respecto de cualquier punto también lo sea. Ambas condiciones garantizan ausencia de traslación y de rotación.

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

Una viga biapoyada de 4 m de luz soporta una carga uniformemente repartida de 10 kN/m en toda su longitud. ¿Cuál es la reacción vertical en cada apoyo?

  1. 10 kN
  2. 80 kN
  3. 20 kN Correct answer.
  4. 40 kN

Explanation

La carga total es q·L = 10·4 = 40 kN y, por simetría, se reparte por igual entre los dos apoyos. Cada reacción vertical vale 20 kN.

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

Una barra de acero de 2 m de longitud y sección 100 mm² se somete a una fuerza de tracción de 20 kN. Si E = 200 GPa, ¿cuánto se alarga?

  1. 1 mm
  2. 4 mm
  3. 2 mm Correct answer.
  4. 0,5 mm

Explanation

El alargamiento es δ = N·L/(A·E). Con N = 20 000 N, L = 2000 mm, A = 100 mm² y E = 200 000 N/mm² resulta δ = 2 mm.

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

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

  1. La suma del eslabón más corto y el más largo es menor o igual que la suma de los otros dos Correct answer.
  2. La suma de los dos eslabones menores debe superar la de los mayores
  3. El eslabón más largo debe ser el fijo
  4. Los cuatro eslabones deben tener la misma longitud

Explanation

La condición de Grashof, s + l ≤ p + q, con s el eslabón más corto y l el más largo, asegura la rotación completa de al menos un eslabón respecto del fijo. Si el eslabón más corto es adyacente al fijo, se obtiene una manivela-balancín.

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

Un eje macizo de 40 mm de diámetro transmite un par de 500 N·m. ¿Cuál es la tensión tangencial máxima aproximada?

  1. 19,9 MPa
  2. 79,6 MPa
  3. 9,95 MPa
  4. 39,8 MPa Correct answer.

Explanation

La tensión tangencial por torsión es τ = T·r/J, con J = π·d⁴/32. Con d = 40 mm, J ≈ 251 327 mm⁴ y r = 20 mm, resulta τ ≈ 39,8 MPa.

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

En una viga sometida a flexión pura, ¿dónde se localiza la tensión normal máxima?

  1. En la fibra neutra
  2. En el eje longitudinal central de la sección
  3. En el centro de gravedad de la sección
  4. En las fibras más alejadas de la fibra neutra Correct answer.

Explanation

La distribución de tensiones normales por flexión es lineal y proporcional a la distancia a la fibra neutra, según σ = M·y/I. Por ello el máximo se alcanza en las fibras extremas, donde y es mayor.

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

Un muelle helicoidal de constante k = 200 N/m se comprime 0,05 m. ¿Qué energía elástica almacena?

  1. 0,5 J
  2. 10 J
  3. 5 J
  4. 0,25 J Correct answer.

Explanation

La energía elástica de un muelle es E = ½·k·x². Sustituyendo, E = 0,5·200·(0,05)² = 0,25 J.

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

En un sistema de poleas móviles ideal con dos poleas móviles que soportan una carga de 800 N, ¿qué fuerza mínima hay que aplicar en el ramal libre para mantener el equilibrio?

  1. 400 N
  2. 800 N
  3. 200 N Correct answer.
  4. 100 N

Explanation

Cada polea móvil divide por dos la fuerza necesaria. Con dos poleas móviles la ventaja mecánica es 4, por lo que la fuerza de equilibrio es 800/4 = 200 N.

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

¿Qué fenómeno de inestabilidad elástica puede producirse en una barra esbelta sometida a compresión axial?

  1. Fluencia plástica por cortadura
  2. Fatiga por torsión alterna
  3. Rotura frágil por flexión pura
  4. Pandeo por compresión Correct answer.

Explanation

Una barra esbelta comprimida puede perder la estabilidad lateral antes de alcanzar la tensión de rotura del material, fenómeno conocido como pandeo. La carga crítica depende de la esbeltez y de las condiciones de sustentación según Euler.

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

En una viga biapoyada con carga puntual centrada, ¿cómo es la ley de momentos flectores entre el apoyo y la carga?

  1. Nula hasta el centro y luego lineal
  2. Constante en todo el vano
  3. Parabólica con máximo en los apoyos
  4. Lineal creciente desde cero hasta el máximo en el centro Correct answer.

Explanation

El esfuerzo cortante es constante en cada mitad del vano, por lo que el momento flector varía linealmente. Parte de cero en el apoyo y crece hasta P·L/4 bajo la carga.

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

Una viga empotrada en un extremo y libre en el otro, de 3 m de longitud, soporta una carga puntual de 500 N en su extremo libre. ¿Cuál es el momento flector en el empotramiento?

  1. 500 N·m
  2. 1500 N·m Correct answer.
  3. 1000 N·m
  4. 4500 N·m

Explanation

En una ménsula con carga en el extremo, el momento en el empotramiento es M = P·L. Con P = 500 N y L = 3 m resulta M = 1500 N·m.

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

En un tren de engranajes, la relación de transmisión total i se define como el cociente entre la velocidad de salida y la de entrada. Si el tren reduce la velocidad, ¿qué ocurre con el par transmitido en el eje de salida, despreciando pérdidas?

  1. Disminuye en la misma proporción que la velocidad
  2. Se anula porque la velocidad de salida es menor
  3. Permanece constante independientemente de la velocidad
  4. Aumenta en la misma proporción en que disminuye la velocidad Correct answer.

Explanation

Despreciando pérdidas, la potencia se conserva: P = T·ω. Si la velocidad angular disminuye por la reducción, el par debe aumentar en la misma proporción para mantener la potencia constante.

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

Una viga de sección rectangular de 60 mm de ancho y 120 mm de alto está sometida a un momento flector de 5 kN·m. ¿Cuál es la tensión normal máxima?

  1. 34,7 MPa Correct answer.
  2. 69,4 MPa
  3. 17,4 MPa
  4. 8,7 MPa

Explanation

El módulo resistente de una sección rectangular es W = b·h²/6. Con b = 60 mm y h = 120 mm, W = 144 000 mm³, y σ = M/W = 5·10⁶/144 000 ≈ 34,7 MPa.