Examen de Ingeniería Mecánica: Máquinas y Motores
Preguntas del examen
Una fuerza neta de magnitud constante actúa sobre un cuerpo de 10 kg y produce una aceleración de 2 m/s². ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta?
Se aplica una fuerza perpendicular de 50 N a una palanca a 0,4 m del eje de giro. ¿Cuál es la magnitud del momento de fuerza?
¿Qué es el brazo de palanca de una fuerza respecto de un eje?
¿Cuál es la energía cinética de un cuerpo de 2 kg que se desplaza a 3 m/s?
Una fuerza constante de 100 N actúa en la misma dirección que un desplazamiento de 2 m. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza?
¿Qué principio expresa la primera ley de la termodinámica?
¿Qué transformación energética realiza principalmente una máquina térmica motora?
Un eje gira a 60 revoluciones por minuto. ¿A cuántas revoluciones por segundo equivale?
Un engranaje conductor tiene 20 dientes y gira a 600 rpm. Engrana directamente con otro de 40 dientes, sin deslizamiento. ¿Cuál es la magnitud de la velocidad del engranaje conducido?
¿Cuál es una función importante de los rodamientos en máquinas rotativas?
Solucionario con explicaciones
(ver respuestas)
- Una fuerza neta de magnitud constante actúa sobre un cuerpo de 10 kg y produce una aceleración de 2 m/s². ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta?
Respuesta: e) 20 N.
Por la segunda ley de Newton, F = ma = 10 kg × 2 m/s² = 20 N.
- Se aplica una fuerza perpendicular de 50 N a una palanca a 0,4 m del eje de giro. ¿Cuál es la magnitud del momento de fuerza?
Respuesta: a) 20 N·m.
Momento = fuerza × distancia perpendicular = 50 × 0,4 = 20 N·m.
- ¿Qué es el brazo de palanca de una fuerza respecto de un eje?
Respuesta: d) La distancia perpendicular desde el eje hasta la línea de acción de la fuerza.
El brazo de palanca es la distancia perpendicular que se utiliza para calcular el momento de una fuerza.
- ¿Cuál es la energía cinética de un cuerpo de 2 kg que se desplaza a 3 m/s?
Respuesta: c) 9 J.
Energía cinética = ½mv² = ½ × 2 × 3² = 9 J.
- Una fuerza constante de 100 N actúa en la misma dirección que un desplazamiento de 2 m. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza?
Respuesta: b) 200 J.
Trabajo = fuerza × desplazamiento × cos(0°) = 100 × 2 = 200 J.
- ¿Qué principio expresa la primera ley de la termodinámica?
Respuesta: e) La conservación de la energía, considerando transferencias de calor, trabajo y cambios de energía del sistema.
La primera ley establece un balance de energía entre el sistema y su entorno.
- ¿Qué transformación energética realiza principalmente una máquina térmica motora?
Respuesta: a) Convierte parte de la energía térmica recibida en trabajo mecánico, rechazando también calor según el ciclo.
Una máquina térmica utiliza diferencias de temperatura y un ciclo termodinámico para obtener trabajo mecánico a partir del calor recibido.
- Un eje gira a 60 revoluciones por minuto. ¿A cuántas revoluciones por segundo equivale?
Respuesta: d) 1 rev/s.
Un minuto contiene 60 segundos. Por tanto, 60 rev/min ÷ 60 = 1 rev/s.
- Un engranaje conductor tiene 20 dientes y gira a 600 rpm. Engrana directamente con otro de 40 dientes, sin deslizamiento. ¿Cuál es la magnitud de la velocidad del engranaje conducido?
Respuesta: b) 300 rpm.
En engranajes ideales, n₂ = n₁(Z₁/Z₂) = 600 × 20/40 = 300 rpm. El sentido de giro es contrario al conductor.
- ¿Cuál es una función importante de los rodamientos en máquinas rotativas?
Respuesta: c) Soportar cargas y facilitar el movimiento relativo con fricción reducida.
Los rodamientos permiten soportar cargas y reducir la resistencia al movimiento en numerosas aplicaciones mecánicas.
Sobre este examen
- Preguntas: 10 de opción múltiple con una sola respuesta correcta
- Tiempo recomendado: unos 15 minutos (1,5 min por pregunta)
- Corrección: automática, con explicación de cada respuesta
- Alternativas: a) a e), con una respuesta correcta
Qué evalúa: Resuelve diez preguntas sobre fuerzas, momentos, trabajo, energía, máquinas térmicas, engranajes y sistemas mecánicos.
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