Tecnologia industrial

EXERCICI 1

Qüestió 1: La figura mostra la corba tensió-deformació obtinguda en un assaig de tracció. Quin valor aproximat té el mòdul elàstic del material?

250GPa
110GPa
265GPa
62,5GPa

Qüestió 2: Un cotxe està equipat amb un motor de combustió interna de quatre cilindres en línia de 79,5mm de diàmetre i 80,5mm de cursa. Quina és la cilindrada del motor?

399,6 cm³
3196 cm³
1598 cm³
8042 cm³

Qüestió 3: Una porta corredissa automàtica és accionada mitjançant un motor que gira a n_mot=1500 min^–1 i un reductor. L’eix de sortida del reductor és un pinyó de radi primitiu r=30 mm que acciona una cremallera fixa a la porta. En règim nominal, la porta es trasllada a una velocitat constant v_nom=0,1 2m/s. Determineu la relació de transmissió entre la velocitat angular de l’eix de sortida del reductor i la velocitat angular de l’eix del motor τ=ω_red/ω_mot.

39,27
0,7639×10^–3
25,46×10^–3
infinit

Qüestió 4: Es vol aixecar una massa m=1200 kg utilitzant una premsa hidràulica. La secció transversal de l’èmbol gran és de 30000 mm² i la del petit és de 1000mm². Quina força Fcal exercir sobre l’èmbol petit? (preneu g=9,807m/s²)

353,1 kN
392,3 N
40 N
36 kN

Qüestió 5: El Ti-6Al-7Nb és un aliatge biocompatible de titani àmpliament utilitzat en aplicacions quirúrgiques. Conté un 5,5% d’alumini (Al), un 6,5% de niobi (Nb), 0,25% de ferro (Fe), un 0,08% de carboni (C) i la resta és titani (Ti). En l’obtenció d’aquest aliatge, quina quantitat de niobi cal per a aliar-lo amb 250kg de titani?

18,54 kg
15,68 kg
16,25 kg
21,92 kg

EXERCICI 2

Es vol dissenyar el circuit que controla l’alarma interior d’avís d’un cotxe. Aquesta alar-ma ha de sonar quan el cotxe sobrepassa els 20km/h i es compleix alguna de les condicions següents: que el conductor no porta el cinturó de seguretat cordat o que porta els llums de curt abast apagats quan és fosc. Utilitzant les variables d’estat següents:

a) Escriviu la taula de veritat del sistema.

b) Determineu la funció lògica entre aquestes variables i, si escau, simplifiqueu-la.

c) Dibuixeu l’esquema de contactes equivalent.

EXERCICI 3

S’instal·la en una cadira de rodes manual un sistema electromecànic dissenyat per a ajudar l’assistent que empeny la cadira. El sistema d’accionament està format per una bateria ideal d’ió liti de tensió U_bat=12V i energia E_bat=240Wh, un motor de rendiment η_mot=0,87, un reductor de rendiment η_red=0,95 i dues rodes auxiliars de diàmetre d=200mm que toquen a terra. La relació de transmissió entre la velocitat de rotació de les rodes n_r i la velocitat de rotació del motor n_mot és τ=n_r/n_mot=0,08.

En les condicions d’estudi, es fa avançar la cadira en línia recta a una velocitat constant v=3,7km/h per un terreny horitzontal i sense que les rodes llisquin. El motor consumeix una potència P_cons=75W. Determineu, per a aquestes condicions:

a)La velocitat angular de les rodes auxiliars ω_r i la velocitat angular a l’eix del motor ω_mot.

ω_r=5,10 rad/s i ω_mot=63,75 rad/s
ω_r=10,28 rad/s i ω_mot=128,5 rad/s
ω_r=0,51 rad/s i ω_mot=6,375 rad/s
ω_r=1,02 rad/s i ω_mot=12,81 rad/s

b)La potència a l’eix de les rodes P_subm.

65,25 W
71,25 W
61,99 W
198,36 W

c)El parell Γ a l’eix del motor.

1,023 N·m
0,507 N·m
10,23 N·m
5,093 N·m

d) El temps màxim t de funcionament del conjunt i la distància màxima recorreguda s_rec.

t=3,20h i s_rec=11,84 km
t=3,87h i s_rec=14,32 km
t=3,67h i s_rec=13,61 km
t=3,36h i s_rec=12,46 km

EXERCICI 4

Una estufa d’exterior alimentada amb gas butà té un consum regulable d’entre c_mín=450g/h i c_màx=800g/h de butà. El poder calorífic del butà és p_b=49,61MJ/kg i es distri-bueix en bombones que contenen una massa de butà de m_b=12,5kg. Determineu:

a)La potència mínima P_mín i màxima P_màx de l’estufa.

P_mín=62,01 kW P_màx=110,1 kW
P_mín=2,232 kW P_màx=3,968 kW
P_mín=6,2 kW P_màx=11,02 kW
P_mín=22,32 kW P_màx=39,68 kW

b)La durada de funcionament màxima d’una bombona t_màx.

15,6h
10,0h
27,7h
5,63h

c)El gràfic de la durada t d’una bombona en hores, en funció del consum c de butà, i indiqueu-ne les escales.

Una terrassa de bar té instal·lades n=3 d’aquestes estufes que funcionen durant t_bar=10hores al dia a potència màxima. L’Oficina Catalana del Canvi Climàtic estima un fac-tor d’emissió FE=2,96kg de CO₂ per cada kilogram de gas butà. Determineu:

d) La massa de CO₂ emesa en un dia de funcionament m_CO2.

71,04 kg CO₂
23,68 kg CO₂
7,104 kg CO₂
2,368 kg CO₂

EXERCICI 5

El fanal de massa m=30kg penja del punt mitjà de la barra BO de longitud L_BO=2L, que està articulada a la paret en el punt O. El tirant AB és d’acer (de límit elàstic σ=250MPa) i té un diàmetre d=4mm que manté el sistema en equilibri (vegeu la figura). Les masses de tots els elements excepte la del fanal són negligibles.

a)Dibuixeu el diagrama de cos lliure de la barra BO.

Determineu:

b) La força T_AB a la qual està sotmès el tirant.

147,15 N
84,95 N
254,87 N
294,3 N

c)La tensió σ_AB del tirant.

20,28 MPa
11,71 MPa
6,76 MPa
23,46 MPa

d) Les forces horitzontal F_H i vertical F_V a l’articulació O.

F_H= 254,87 N i F_V= 294,3 N
F_H= 84,95 N i F_V= 294,3×10^–3 N
F_H= 294,3 N i F_V= 294,3 N
F_H= 147,15 N i F_V= 294,3×10^–3 N

e) Què passaria si el diàmetre del cable d’acer fos d′=1mm?

Que es trencaria.
Que el suportaria