I85PREP
⌘ K
EGEL Plus Ingeniería Mecatrónica study materials
EGEL Plus Ingeniería Mecatrónica study resources

EGEL Plus Ingeniería Mecatrónica practice questions

One question at a time. Build your EGEL Plus Ingeniería Mecatrónica understanding.

First 50 of 200 questions. Each one lists the choices, the correct answer, and an explanation. The checker at the top of this page saves progress in this browser when it is available.

Continue in the practice tool above to load more questions, 50 at a time.

Question 1Diseño mecánico

En el diseño de un eje de transmisión se requiere seleccionar un acero para fabricar un engrane recto. ¿Qué propiedad del material determina principalmente su resistencia a la falla por fatiga cuando se somete a cargas cíclicas?

  1. El límite de fatiga del material Correct answer.
  2. El módulo de elasticidad
  3. El coeficiente de Poisson
  4. La conductividad térmica

Explanation

El límite de fatiga es el nivel de esfuerzo cíclico por debajo del cual el material soporta un número muy grande de ciclos sin fallar, y es el criterio fundamental para dimensionar componentes como engranes y ejes sometidos a cargas variables. Las demás propiedades descritas influyen en la rigidez o en el comportamiento térmico, pero no definen la resistencia a la fatiga.

Question 2Diseño mecánico

Un diseñador debe unir dos placas de acero que se desmontarán con frecuencia para mantenimiento. ¿Qué elemento de sujeción es el más adecuado para esta aplicación?

  1. Un perno con tuerca Correct answer.
  2. Un remache estructural
  3. Un adhesivo epóxico
  4. Una soldadura de filete

Explanation

El perno con tuerca permite el ensamble y desensamble repetido sin destruir la unión, por lo que resulta idóneo cuando se requiere mantenimiento frecuente. Los remaches y las soldaduras son uniones permanentes, y el adhesivo epóxico tampoco se puede separar fácilmente sin dañar las piezas.

Question 3Diseño mecánico

En un sistema de transmisión por engranes, un piñón de 20 dientes engrana con una rueda de 60 dientes. ¿Cuál es la relación de transmisión (velocidad de la rueda respecto a la del piñón)?

  1. 2:1
  2. 1:3 Correct answer.
  3. 3:1
  4. 1:2

Explanation

La relación de transmisión se obtiene dividiendo los dientes del piñón entre los dientes de la rueda: 20/60 = 1/3, es decir, 1:3. Esto significa que la rueda gira a un tercio de la velocidad del piñón y con el triple de par.

Question 4Diseño mecánico

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

  1. La suma del eslabón más corto y el más largo es mayor que la suma de los otros dos
  2. La suma de todos los eslabones es igual al doble del eslabón más largo
  3. La suma del eslabón más corto y el más largo es menor o igual a la suma de los otros dos Correct answer.
  4. El eslabón más corto debe ser mayor que la diferencia de los otros dos

Explanation

La condición de Grashof establece que si la suma del eslabón más corto y el más largo es menor o igual a la suma de los dos restantes, existe al menos un eslabón con rotación completa. Esta condición es la base para clasificar mecanismos de manivela-balancín, doble manivela o doble balancín.

Question 5Diseño mecánico

Un componente de aluminio debe fabricarse en grandes cantidades con geometría compleja y buena precisión dimensional. ¿Qué proceso de manufactura es el más apropiado?

  1. Fundición en molde de arena
  2. Forja en matriz abierta
  3. Extrusión de perfiles
  4. Moldeo por inyección de metal (MIM) Correct answer.

Explanation

El moldeo por inyección de metal permite producir piezas pequeñas y complejas en grandes volúmenes con buena precisión y acabado superficial, lo que lo hace adecuado para geometrías intrincadas. La fundición en arena es menos precisa y la forja o extrusión no generan detalles finos complejos.

Question 6Diseño mecánico

¿Qué tipo de rodamiento es más adecuado para soportar exclusivamente cargas axiales en un eje vertical de baja velocidad?

  1. Rodamiento de rodillos cilíndricos
  2. Rodamiento de agujas
  3. Rodamiento de bolas de contacto angular
  4. Rodamiento axial de bolas Correct answer.

Explanation

El rodamiento axial de bolas está diseñado específicamente para soportar cargas en la dirección del eje, por lo que es la elección correcta para un eje vertical con carga axial pura. Los rodamientos radiales toleran principalmente cargas perpendiculares al eje.

Question 7Diseño mecánico

En el diseño de una viga simplemente apoyada con carga puntual central, ¿dónde se presenta el momento flexionante máximo?

  1. A un cuarto del claro
  2. En el extremo libre
  3. En el centro del claro Correct answer.
  4. En los apoyos

Explanation

Para una viga simplemente apoyada con una carga puntual en el centro, el diagrama de momento flexionante es triangular y alcanza su valor máximo justo bajo la carga, es decir, en el centro del claro. En los apoyos el momento es cero.

Question 8Diseño mecánico

¿Cuál es la función principal de un sistema de control en lazo cerrado en un actuador mecatrónico?

  1. Convertir energía eléctrica en energía mecánica
  2. Almacenar energía para picos de demanda
  3. Comparar la salida medida con la referencia y corregir el error Correct answer.
  4. Amplificar la señal de potencia del motor

Explanation

En un lazo cerrado se mide la salida real, se compara con la referencia para obtener el error y se actúa para reducirlo, lo que mejora la precisión frente a perturbaciones. La amplificación de potencia o la conversión de energía son funciones de otros componentes, no del lazo de control.

Question 9Diseño mecánico

Se diseña una flecha de acero que transmite un par de 50 N·m. Si el esfuerzo cortante admisible es de 40 MPa, ¿cuál es el diámetro mínimo aproximado de la flecha maciza? (τ = 16T/(πd³))

  1. 12.0 mm
  2. 25.0 mm
  3. 18.5 mm Correct answer.
  4. 32.0 mm

Explanation

Despejando el diámetro de τ = 16T/(πd³) se obtiene d = (16T/(πτ))^(1/3). Sustituyendo T = 50 N·m y τ = 40×10⁶ Pa resulta d ≈ 0.0185 m, es decir, unos 18.5 mm.

Question 10Diseño mecánico

En una unión atornillada sometida a vibración, ¿qué solución reduce de forma más efectiva el riesgo de aflojamiento del perno?

  1. Reducir el par de apriete
  2. Incrementar el diámetro del perno
  3. Aumentar la longitud de la rosca
  4. Usar una arandela de presión o un dispositivo de bloqueo Correct answer.

Explanation

Las arandelas de presión, tuercas autoblocantes o adhesivos de bloqueo impiden que la precarga se pierda por vibración, atacando directamente la causa del aflojamiento. Cambiar dimensiones o longitud no evita que la unión se afloje con el ciclo vibratorio.

Question 11Diseño mecánico

Un engrane recto de módulo 3 mm tiene 24 dientes. ¿Cuál es su diámetro primitivo?

  1. 72 mm Correct answer.
  2. 27 mm
  3. 48 mm
  4. 8 mm

Explanation

El diámetro primitivo de un engrane recto se calcula como d = m·z, donde m es el módulo y z el número de dientes. Con m = 3 mm y z = 24 resulta d = 72 mm.

Question 12Diseño mecánico

En el análisis cinemático de un mecanismo de leva y seguidor, se desea que el seguidor tenga movimiento uniforme durante la subida. ¿Qué tipo de perfil de leva produce este movimiento?

  1. Leva de reposo dwell ampliado
  2. Leva de movimiento armónico simple
  3. Leva cicloidal
  4. Leva con perfil de desplazamiento lineal (polinomial de primer grado) Correct answer.

Explanation

Un perfil de desplazamiento lineal respecto al ángulo de la leva produce velocidad constante del seguidor, es decir, movimiento uniforme. Los perfiles armónico y cicloidal suavizan las aceleraciones pero no generan velocidad constante.

Question 13Diseño mecánico

Un material presenta una curva esfuerzo-deformación con un límite elástico de 350 MPa y una resistencia última de 500 MPa. Si se aplica un esfuerzo de 400 MPa, ¿qué comportamiento se espera?

  1. Falla frágil inmediata sin deformación
  2. Deformación plástica permanente además de la elástica Correct answer.
  3. Fluencia secundaria indefinida sin fractura
  4. Deformación elástica y recuperación total al retirar la carga

Explanation

Al superar el límite elástico de 350 MPa pero sin alcanzar la resistencia última de 500 MPa, el material entra en la zona plástica, por lo que acumula deformación permanente además de la recuperable. La deformación elástica pura solo ocurre por debajo del límite elástico.

Question 14Diseño mecánico

Se requiere un actuador lineal con alta precisión de posicionamiento y capacidad de mantener la posición sin energía. ¿Qué opción cumple mejor estos requisitos?

  1. Leva de disco con resorte de retorno
  2. Motor de CD con escobillas y banda dentada
  3. Husillo de bolas accionado por servomotor con freno Correct answer.
  4. Cilindro neumático de simple efecto

Explanation

El husillo de bolas ofrece bajo juego y alta repetibilidad, y un servomotor con freno mantiene la posición sin suministro eléctrico. Los cilindros neumáticos y las levas no logran la misma precisión ni retención de posición.

Question 15Diseño mecánico

En el diseño de un resorte helicoidal de compresión, ¿qué parámetro se debe considerar para evitar la falla por pandeo cuando la relación de esbeltez es elevada?

  1. El diámetro del alambre exclusivamente
  2. La longitud libre respecto al diámetro medio de la espira Correct answer.
  3. El número de espiras activas únicamente
  4. El módulo de corte del material únicamente

Explanation

El pandeo de un resorte de compresión depende de la relación entre su longitud libre y el diámetro medio de la espira; cuando esta relación es grande, el resorte tiende a flexionarse lateralmente. Por ello se recomienda guiarlo o reducir su esbeltez.

Question 16Diseño mecánico

Una banda transportadora requiere transmitir movimiento entre dos poleas separadas 1.5 m sin deslizamiento apreciable. ¿Qué tipo de banda es más adecuada?

  1. Banda plana de cuero sin tensión
  2. Banda trapezoidal con poleas acanaladas
  3. Cable de acero liso
  4. Banda dentada sincrónica Correct answer.

Explanation

La banda dentada sincrónica engrana con los dientes de la polea, lo que elimina el deslizamiento y garantiza una relación de transmisión exacta. Las bandas planas o trapezoidales dependen de la fricción y pueden patinar bajo carga.

Question 17Diseño mecánico

En el diseño de un sistema de control PID para posicionar un brazo robótico, ¿qué efecto tiene aumentar excesivamente la ganancia proporcional?

  1. Disminuye la velocidad de respuesta del sistema
  2. Elimina completamente el error de estado estable
  3. Aumenta el sobreimpulso y puede provocar oscilaciones Correct answer.
  4. Reduce el error en estado estable y elimina el sobreimpulso

Explanation

Un aumento excesivo de la ganancia proporcional acelera la respuesta pero incrementa el sobreimpulso y puede llevar al sistema a oscilar o volverse inestable. El error de estado estable no se elimina solo con acción proporcional.

Question 18Diseño mecánico

En un proceso de maquinado CNC, se desea mejorar el acabado superficial de una pieza de acero. ¿Qué combinación de parámetros suele favorecer un mejor acabado?

  1. Alta velocidad de corte, avance bajo y herramienta afilada Correct answer.
  2. Velocidad media con refrigeración desactivada
  3. Baja velocidad de corte, avance alto y herramienta desgastada
  4. Alta profundidad de corte y avance máximo

Explanation

Un avance bajo reduce la altura de las crestas dejadas por la herramienta, una velocidad de corte adecuada evita el filo acumulado y una herramienta afilada disminuye las marcas, mejorando el acabado superficial. Avances altos o herramientas desgastadas empeoran la rugosidad.

Question 19Diseño mecánico

Un eje de transmisión está sometido simultáneamente a flexión y torsión. ¿Qué criterio se emplea comúnmente para dimensionarlo con un material dúctil?

  1. Criterio de esfuerzo cortante máximo o de energía de distorsión combinando ambos esfuerzos Correct answer.
  2. Criterio de rigidez térmica
  3. Criterio de pandeo de Euler
  4. Criterio de fatiga superficial de Hertz únicamente

Explanation

Para cargas combinadas de flexión y torsión en materiales dúctiles se aplican teorías de falla como la del esfuerzo cortante máximo o la de energía de distorsión (von Mises), combinando ambos esfuerzos en un esfuerzo equivalente. El pandeo o la fatiga superficial no abordan esta combinación.

Question 20Diseño mecánico

En el diseño de una unión soldada a tope entre dos placas de acero sometidas a tracción, ¿qué parámetro determina la resistencia de la unión?

  1. La longitud del cordón y el área transversal de la garganta efectiva Correct answer.
  2. El tipo de rodamiento del eje cercano
  3. La conductividad eléctrica del electrodo
  4. El color de la pintura de acabado

Explanation

La resistencia de una soldadura a tope depende del área resistente, que se obtiene de la longitud del cordón por el espesor o garganta efectiva, multiplicada por el esfuerzo admisible del metal de aporte. Los factores estéticos o eléctricos no determinan la capacidad mecánica.

Question 21Diseño mecánico

Un mecanismo de cuatro barras tiene eslabones de longitudes 40, 80, 100 y 120 mm. ¿Qué tipo de mecanismo es según la condición de Grashof?

  1. Grashof tipo doble manivela
  2. No Grashof, sin rotación completa
  3. Grashof tipo manivela-balancín Correct answer.
  4. Grashof tipo doble balancín

Explanation

La suma del eslabón más corto y el más largo es 40 + 120 = 160 mm, y la de los otros dos es 80 + 100 = 180 mm. Como 160 < 180 se cumple Grashof; al ser el eslabón más corto (40 mm) adyacente al más largo, el mecanismo es manivela-balancín.

Question 22Diseño mecánico

Un engrane helicoidal transmite potencia con un ángulo de hélice de 20°. ¿Qué efecto tiene este ángulo sobre el funcionamiento respecto a un engrane recto equivalente?

  1. Genera una componente de fuerza axial que debe absorberse con rodamientos adecuados Correct answer.
  2. Impide la transmisión de par entre ejes paralelos
  3. Elimina por completo la necesidad de lubricación
  4. Reduce la relación de transmisión efectiva a la mitad

Explanation

El ángulo de hélice produce una fuerza axial además de la tangencial y la radial, por lo que los rodamientos deben soportar esa componente y seleccionarse en consecuencia. A cambio, el engrane helicoidal ofrece un engrane más suave y silencioso que el recto.

Question 23Diseño mecánico

En un sistema mecatrónico, un encoder incremental de 1000 pulsos por revolución se acopla a un husillo de paso 5 mm. ¿Cuál es la resolución teórica de desplazamiento lineal?

  1. 0.005 mm por pulso Correct answer.
  2. 0.05 mm por pulso
  3. 0.5 mm por pulso
  4. 5 mm por pulso

Explanation

Cada revolución del husillo avanza 5 mm y genera 1000 pulsos, por lo que la resolución es 5 mm / 1000 = 0.005 mm por pulso. Esta relación permite calcular la precisión de posicionamiento del eje lineal.

Question 24Diseño mecánico

Se desea seleccionar un material para un componente que operará a alta temperatura y debe mantener su resistencia sin deformarse lentamente con el tiempo. ¿Qué propiedad es crítica y qué fenómeno se debe evitar?

  1. La dureza superficial y el desgaste abrasivo
  2. La conductividad eléctrica y la resistividad
  3. La resistencia a la fluencia (creep) y la temperatura de servicio Correct answer.
  4. La resiliencia y la fragilidad a baja temperatura

Explanation

A alta temperatura los materiales pueden deformarse progresivamente bajo carga constante, fenómeno conocido como fluencia o creep. Por ello se seleccionan aleaciones con alta resistencia a la fluencia a la temperatura de servicio, como aceros refractarios o superaleaciones.

Question 25Diseño mecánico

En el diseño de un sistema de transmisión por tornillo de potencia, se requiere que sea autoblocante para evitar que la carga haga girar el tornillo. ¿Qué condición debe cumplirse?

  1. El ángulo de avance debe ser menor o igual que el ángulo de fricción Correct answer.
  2. El coeficiente de fricción debe ser nulo
  3. El paso del tornillo debe ser mayor que el diámetro medio
  4. El ángulo de avance debe ser mayor que el ángulo de fricción

Explanation

Un tornillo es autoblocante cuando el ángulo de avance de la rosca es menor o igual que el ángulo de fricción, de modo que la componente axial de la carga no vence la fricción y el tornillo no gira solo. Si el ángulo de avance supera al de fricción, el mecanismo se vuelve reversible.

Question 26Diseño mecánico

En el diseño de un eje escalonado se emplea un factor de concentración de esfuerzos Kt. ¿Qué representa este factor en la verificación por fatiga del eje?

  1. El incremento de la rigidez torsional que aporta el cambio de diámetro
  2. La relación entre el esfuerzo máximo local en la discontinuidad geométrica y el esfuerzo nominal de la sección Correct answer.
  3. La corrección del límite de fatiga por el tamaño absoluto de la pieza
  4. La reducción de la resistencia a la fatiga debida únicamente al acabado superficial

Explanation

Kt es un factor geométrico teórico que relaciona el esfuerzo máximo en la discontinuidad (chaflán, ranura, agujero) con el esfuerzo nominal calculado en la sección neta. Su valor depende solo de la geometría y del tipo de carga, no del material ni del acabado. Para fatiga se combina después con la sensibilidad a la muesca q para obtener Kf.

Question 27Diseño mecánico

Una viga en voladizo de longitud L soporta una carga puntual P en su extremo libre. ¿Cuál es la flecha máxima en el extremo si la rigidez flexional es EI?

  1. 5PL⁴/(384EI)
  2. PL³/(3EI) Correct answer.
  3. PL³/(8EI)
  4. PL²/(2EI)

Explanation

Para una viga empotrada en un extremo y libre en el otro con carga P en la punta, la integración de la ecuación de la elástica da δ = PL³/(3EI). El momento flector varía linealmente desde PL en el empotramiento hasta cero en el extremo libre. La fórmula 5PL⁴/(384EI) corresponde a una viga simplemente apoyada con carga uniforme, no a este caso.

Question 28Diseño mecánico

En un mecanismo de cuatro barras se desea que el eslabón de salida oscile (no gire completamente) mientras el eslabón de entrada da vueltas completas. ¿Qué condición de Grashof debe cumplirse?

  1. La suma del eslabón más corto y el más largo es igual a la suma de los otros dos
  2. La suma del eslabón más corto y el más largo es menor que la suma de los otros dos, y el eslabón más corto es adyacente al eslabón fijo Correct answer.
  3. La suma del eslabón más corto y el más largo es mayor que la suma de los otros dos
  4. El eslabón más corto debe ser el eslabón fijo en todos los casos

Explanation

La condición de Grashof s+l ≤ p+q garantiza al menos un par de eslabones con rotación completa. Si el eslabón más corto es adyacente al fijo, se obtiene el mecanismo de manivela-balancín, donde la entrada gira completamente y la salida oscila. Si el más corto fuera el fijo, el resultado sería un mecanismo de doble manivela.

Question 29Diseño mecánico

Un resorte helicoidal de compresión tiene índice de resorte C = D/d = 8. ¿Qué efecto tiene reducir el índice a 5 manteniendo el diámetro medio?

  1. Aumenta la deflexión y reduce el esfuerzo, ya que el alambre es más grueso
  2. Disminuye el esfuerzo cortante por curvatura y aumenta la deflexión para la misma carga
  3. Aumenta el esfuerzo cortante máximo por curvatura y disminuye la deflexión para la misma carga Correct answer.
  4. No cambia el esfuerzo ni la deflexión porque solo depende del número de espiras activas

Explanation

Al reducir C con el mismo diámetro medio, el diámetro del alambre aumenta, la constante del resorte k = Gd⁴/(8D³N) crece y la deflexión para igual carga disminuye. El factor de curvatura de Wahl Kw aumenta al disminuir C, elevando el esfuerzo cortante máximo en la fibra interior. Por ello los índices pequeños concentran más esfuerzo y son menos recomendables.

Question 30Diseño mecánico

En el diseño de una chaveta para transmitir par entre un eje y una polea, ¿qué modo de falla se verifica comúnmente además del aplastamiento de las caras laterales?

  1. Cortante a lo largo del plano longitudinal de la chaveta Correct answer.
  2. Desgaste adhesivo por deslizamiento axial continuo
  3. Fatiga por rodadura en el flanco del chavetero
  4. Pandeo lateral de la chaveta dentro del chavetero

Explanation

La chaveta transmite el par por apoyo lateral y queda sometida a cortante en el plano que une el eje con la polea, además del aplastamiento en las caras de contacto. Se compara el esfuerzo cortante con la resistencia del material de la chaveta y el aplastamiento con la presión admisible del chavetero. El dimensionamiento suele hacerse por aplastamiento y verificarse por cortante.

Question 31Diseño mecánico

Se requiere transmitir 7.5 kW a 1750 rpm mediante un acoplamiento flexible entre un motor y una bomba. ¿Qué par nominal debe soportar el acoplamiento, sin considerar factores de servicio?

  1. Aproximadamente 4.1 N·m
  2. Aproximadamente 41 N·m Correct answer.
  3. Aproximadamente 82 N·m
  4. Aproximadamente 131 N·m

Explanation

La potencia se relaciona con el par mediante P = T·ω, con ω = 2πn/60. Para 1750 rpm, ω ≈ 183.3 rad/s, de modo que T = 7500/183.3 ≈ 40.9 N·m. Este valor es el par nominal que el acoplamiento debe transmitir antes de aplicar el factor de servicio.

Question 32Diseño mecánico

En el diseño de una unión remachada o atornillada de dos placas sometida a tracción, ¿qué disposición reduce la concentración de esfuerzos en la placa?

  1. Colocar todos los sujetadores en una sola fila transversal
  2. Emplear agujeros con holgura excesiva respecto al vástago
  3. Reducir al mínimo la distancia del agujero al borde de la placa
  4. Aumentar el paso entre sujetadores y el margen al borde dentro de límites prácticos Correct answer.

Explanation

La concentración de esfuerzos en la placa perforada depende de la relación entre el diámetro del agujero y el ancho neto, y de la interferencia entre agujeros vecinos. Pasos y márgenes al borde razonables distribuyen la carga y evitan que los campos de esfuerzo se superpongan. Un margen al borde demasiado pequeño provoca desgarro por cortante de la placa.

Question 33Diseño mecánico

En una transmisión por cadena de rodillos se desea reducir el desgaste y el ruido sin cambiar la potencia ni la relación de transmisión. ¿Qué medida es la más adecuada?

  1. Aumentar el número de dientes del piñón y del engranaje manteniendo la relación Correct answer.
  2. Emplear un paso de cadena mayor con el mismo número de dientes
  3. Reducir el número de dientes del piñón para disminuir el paso
  4. Aumentar la tensión inicial de la cadena al máximo permitido

Explanation

Con más dientes en el piñón, el ángulo de articulación por diente disminuye y el efecto poligonal se reduce, bajando el desgaste y el ruido. La relación de transmisión se conserva si ambos engranajes aumentan proporcionalmente. Un piñón demasiado pequeño acelera el desgaste por el mayor ángulo de giro de cada articulación.

Question 34Diseño mecánico

Un eje de acero 1045 (Sy = 530 MPa) está sometido a un estado de esfuerzo plano con σx = 120 MPa, σy = -40 MPa y τxy = 60 MPa. Según el criterio de la energía de distorsión (von Mises), ¿cuál es el esfuerzo equivalente?

  1. Aproximadamente 180 MPa Correct answer.
  2. Aproximadamente 120 MPa
  3. Aproximadamente 152 MPa
  4. Aproximadamente 210 MPa

Explanation

El esfuerzo equivalente de von Mises para esfuerzo plano es σ' = √(σx² - σxσy + σy² + 3τxy²). Sustituyendo se obtiene √(14400 + 4800 + 1600 + 10800) = √31600 ≈ 177.8 MPa, aproximadamente 180 MPa. Sy se utiliza para evaluar la fluencia, no para calcular este esfuerzo equivalente.

Question 35Diseño mecánico

En un sistema mecatrónico, un husillo de bolas de paso 4 mm se acciona con un servomotor cuyo encoder de 2500 pulsos/revolución se usa en cuadratura y con una reducción de 2:1. ¿Cuál es la resolución teórica de desplazamiento lineal?

  1. 0.0016 mm por pulso
  2. 0.0004 mm por pulso
  3. 0.0008 mm por pulso Correct answer.
  4. 0.0032 mm por pulso

Explanation

En cuadratura se multiplican por cuatro los pulsos del encoder: 2500 × 4 = 10000 pulsos por revolución del motor. Con reducción 2:1, el husillo gira media vuelta por vuelta del motor, de modo que el avance por pulso es (4 mm/rev)/(10000 × 2) = 0.0008 mm. La resolución mejora al aumentar la reducción o la resolución del encoder.

Question 36Diseño mecánico

En el diseño de un troquel de corte para chapa de acero, ¿qué parámetro define principalmente la fuerza de punzonado necesaria?

  1. El área de la cara del punzón y el módulo de elasticidad del acero
  2. La dureza del punzón y el acabado superficial de la matriz
  3. El perímetro del corte, el espesor de la chapa y la resistencia al cortante del material Correct answer.
  4. El volumen de material desplazado y la densidad de la chapa

Explanation

La fuerza de punzonado se estima como F = perímetro × espesor × resistencia al cortante del material. Por ello el perímetro del contorno y el espesor determinan el área de corte resistente. La dureza del punzón influye en la vida útil de la herramienta, no en la fuerza requerida.

Question 37Diseño mecánico

En un sistema de posicionamiento con tornillo de bolas, se observa un error de posicionamiento repetible que crece con la distancia recorrida pero no con la velocidad. ¿Cuál es la causa más probable?

  1. Retardo de muestreo del lazo de control
  2. Juego axial excesivo en la tuerca
  3. Vibración por resonancia del servomotor
  4. Error de paso acumulado del husillo no compensado Correct answer.

Explanation

Un error que depende de la posición y no de la velocidad sugiere una inexactitud geométrica del husillo, como el error de paso acumulado o la dilatación térmica. El juego axial produce histéresis al invertir el sentido, y los efectos dinámicos dependen de la velocidad. Por ello se compensa con tablas de corrección de paso en el control.

Question 38Diseño mecánico

En el diseño de un perfil de leva, se requiere que el seguidor tenga aceleración finita y continua para evitar picos de fuerza. ¿Qué ley de movimiento cumple mejor esta condición?

  1. Movimiento armónico simple
  2. Aceleración constante
  3. Velocidad constante
  4. Cicloide Correct answer.

Explanation

La ley cicloidal tiene desplazamiento, velocidad y aceleración continuas en todo el intervalo, incluidos los extremos, por lo que evita saltos bruscos de fuerza. El movimiento armónico simple presenta discontinuidad de aceleración en los extremos del intervalo y la velocidad constante genera aceleración infinita en los cambios de tramo.

Question 39Diseño mecánico

Un engrane recto de acero con 20 dientes y módulo 2 mm engrana con una rueda de 60 dientes. Si la distancia entre centros se aumenta en 1 mm respecto al valor teórico, ¿qué efecto tiene sobre el contacto?

  1. Disminuye el ángulo de presión de operación y elimina el juego
  2. No cambia el ángulo de presión porque depende solo del módulo
  3. Invierte la relación de transmisión entre los engranes
  4. Aumenta el juego entre flancos y el ángulo de presión de operación Correct answer.

Explanation

La distancia teórica entre centros es m(z1+z2)/2 = 2(80)/2 = 80 mm. Al separar los centros, los círculos de paso de operación crecen y el ángulo de presión de operación aumenta, generando juego entre flancos. La relación de transmisión se mantiene porque depende del número de dientes.

Question 40Diseño mecánico

En la selección de un rodamiento para un eje horizontal que soporta carga radial y ligera carga axial, ¿qué tipo de rodamiento ofrece contacto angular con buena capacidad de carga combinada?

  1. Rodamiento de bolas de contacto angular Correct answer.
  2. Rodamiento de rodillos cilíndricos
  3. Rodamiento de agujas sin jaula
  4. Rodamiento axial de bolas

Explanation

Los rodamientos de bolas de contacto angular tienen la línea de acción de la carga inclinada respecto al eje, lo que les permite soportar carga radial y axial simultáneamente. Suelen montarse en pares para equilibrar la componente axial inducida. Los rodillos cilíndricos y las agujas se destinan principalmente a carga radial.

Question 41Sistemas electrónicos y de control

En un lazo de control realimentado, ¿qué elemento compara la variable medida con la referencia y genera la señal de error?

  1. El nodo de suma o comparador Correct answer.
  2. El transductor de salida
  3. El actuador
  4. El filtro de potencia

Explanation

El comparador (nodo de suma) recibe la señal de referencia y la señal realimentada del sensor, y entrega la diferencia o error que alimenta al controlador. Sin ese nodo no existe lazo cerrado propiamente dicho.

Question 42Sistemas electrónicos y de control

Un sensor de temperatura entrega 10 mV por cada grado Celsius y su salida se aplica a un amplificador no inversor con ganancia de 50. ¿Qué tensión de salida corresponde a 30 °C?

  1. 0.3 V
  2. 15 V Correct answer.
  3. 3.0 V
  4. 1.5 V

Explanation

La señal del sensor es 10 mV/°C × 30 °C = 300 mV. Al multiplicar por la ganancia de 50 se obtienen 15 V, valor que puede exceder la alimentación del amplificador y saturar la etapa.

Question 43Sistemas electrónicos y de control

¿Cuál es la función principal de un puente H en el accionamiento de un motor de CD?

  1. Medir la corriente de armadura sin contacto
  2. Permitir la inversión del sentido de giro controlando ambos terminales del motor Correct answer.
  3. Convertir corriente alterna trifásica en continua
  4. Regular la frecuencia de conmutación del PWM

Explanation

El puente H dispone de cuatro interruptores que permiten polarizar el motor en ambos sentidos y también aplicar frenado. Al activar diagonales opuestas se invierte la tensión aplicada a la armadura.

Question 44Sistemas electrónicos y de control

En un PLC, ¿qué tipo de módulo se emplea para leer el estado de un interruptor de límite que entrega 24 V de CD?

  1. Módulo de salida analógica
  2. Módulo de entrada digital Correct answer.
  3. Módulo de comunicación Ethernet
  4. Módulo de salida a relé

Explanation

Los interruptores de límite entregan estados discretos (activo o inactivo), por lo que se conectan a entradas digitales del PLC. El módulo acondiciona el nivel de 24 V CD al nivel lógico interno.

Question 45Sistemas electrónicos y de control

La función de transferencia de un sistema de primer orden es G(s)=K/(τs+1). ¿Qué representa τ?

  1. La ganancia estática del sistema
  2. El factor de amortiguamiento
  3. La constante de tiempo que caracteriza la rapidez de respuesta Correct answer.
  4. La frecuencia natural no amortiguada

Explanation

La constante de tiempo τ indica cuánto tarda la respuesta en alcanzar aproximadamente el 63 % del valor final ante un escalón. Un τ menor implica una respuesta más rápida.

Question 46Sistemas electrónicos y de control

Un sistema de segundo orden subamortiguado presenta un sobreimpulso máximo del 20 %. ¿Qué parámetro del modelo conviene ajustar para reducirlo sin cambiar la frecuencia natural?

  1. El offset del actuador
  2. La ganancia del sensor
  3. La constante de tiempo del integrador
  4. El factor de amortiguamiento ζ Correct answer.

Explanation

En un sistema de segundo orden el sobreimpulso depende únicamente del factor de amortiguamiento: al aumentar ζ el pico disminuye. La frecuencia natural influye en la rapidez, no en el porcentaje de sobreimpulso.

Question 47Sistemas electrónicos y de control

¿Qué indica un error de estado estable distinto de cero ante una entrada escalón en un lazo con controlador proporcional puro y planta tipo 0?

  1. Que el sistema es inestable para cualquier ganancia
  2. Que existe un error de posición que puede reducirse aumentando la ganancia proporcional Correct answer.
  3. Que la realimentación está desconectada
  4. Que la planta contiene un integrador

Explanation

Una planta tipo 0 con acción proporcional no tiene integración que acumule el error, por lo que queda un error de posición finito. Elevar la ganancia lo reduce, aunque compromete el margen de estabilidad.

Question 48Sistemas electrónicos y de control

En el diseño de un sistema mecatrónico, ¿qué ventaja aporta la realimentación negativa frente a un control en lazo abierto?

  1. Elimina la necesidad de sensores
  2. Incrementa siempre la velocidad de respuesta
  3. Garantiza estabilidad absoluta del lazo
  4. Reduce el efecto de perturbaciones y variaciones de parámetros sobre la salida Correct answer.

Explanation

La realimentación negativa corrige la salida ante perturbaciones y cambios en la planta comparando de forma continua la medición con la referencia. Por eso es preferible cuando la precisión importa más que la simplicidad.

Question 49Sistemas electrónicos y de control

Un controlador PID tiene Kp=4, Ki=2 s⁻¹ y Kd=0.5 s. Si el error cambia a razón de 0.3 unidades por segundo y su valor actual es 1, ¿qué aporte instantáneo entrega la acción derivativa?

  1. 4.3
  2. 1.2
  3. 0.15 Correct answer.
  4. 0.6

Explanation

La acción derivativa vale Kd multiplicado por la derivada del error: 0.5 s × 0.3 s⁻¹ = 0.15. El valor instantáneo del error no interviene en el término derivativo.

Question 50Sistemas electrónicos y de control

Un motor de CD con encoder de 1000 pulsos por revolución por canal y decodificación en cuadratura X4 gira a 600 rpm. ¿Cuál es la frecuencia de pulsos contados por el controlador?

  1. 40 kHz Correct answer.
  2. 60 kHz
  3. 20 kHz
  4. 10 kHz

Explanation

En cuadratura X4 se cuentan cuatro flancos por ciclo del encoder, es decir 4000 cuentas por revolución. A 600 rpm hay 10 revoluciones por segundo, por lo que la frecuencia resulta 40 kHz.