Dianna:

Si bien se basa en física, esto suele ser tema de resistencia de materiales o cursos afines como conocimiento de materiales, estabilidad, etc.

Le planteo de Jorge es bien intencionado pero creo que está tomando algún dato mal. El problema es no poner unidades. SIEMPRE poner unidades o decir en qué sistema de unidades está expresado el número (por ejemplo, si es S.I. lo que puso es en N/m² o Pa).

Fuerza máxima

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Depende de qué consideremos como fuerza máxima.

Una varilla puede ROMPER a determinada fuerza, pero MUCHO ANTES con una fuerza menor va a comenzar lo que se llama deformación plástica. Jorge tomó el límite elástico, quiere decir, se puede estirar la varilla pero no romper, hasta un valor máximo donde todavía NO rompe, pero ya comienza la deformación elástica o permanente, luego si se aumenta la fuerza SÍ rompe.

Estos límites se llaman:

límite elástico → fuerza a la que llega como máximo sin deformarse permanentemente, si cesa la fuerza vuelve a la longitud original

límite a la rotura → rompe con esa fuerza

Ahora bien: como la fuerza límite depende de la sección, se trabaja con la resistencia, expresada por un parámetro llamado tensión o esfuerzo:

σ = P/A

Luego calculamos la fuerza o carga o peso P como:

P = σ A

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¿Qué valor de σ? Depende qué cálculo queremos hacer, si bien podríamos pensar en la rotura, normalmente consideraremos el límite elástico, o sea que en que el material NO se deforma permanentemente, y si cesa la carga o fuerza vuelve a la longitud original. De ahí el criterio que usó Jorge.

σ cobre → además depende de cómo esté fabricado

σ(Cu recocido) → al límite elástico → 2,75 kp/mm² = 2,7 x 10⁷ Pa

σ(Cu estirado en frío) → al límite elástico → 25 kp/mm² = 2,45 x 10⁸ Pa

(Fuente: "Laboratorio de Ensayos Industriales" González Arias - Palazón)

Otra cosa → normalmente se diseña con coeficientes de seguridad, pero entonces te pedirían la tensión admisible y no la máxima.

Mi criterio:

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Elijo barra de cobre (99,5% pura) estirada en frío (porque es lo más probable, que no usen material recocido, sino laminado en frío, que le da más resistencia y es más práctico para fabricar barras y alambres).

σe = tensión del Cu estirado en frío al límite elástico = 2,45 x 10⁸ Pa

Finalmente:

Pmax = σe × A = 2,45 × 10⁸ Pa × 4,5 cm² × 0,0001 m²/cm² = 110250 N

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que equivalen aproximadamente a 110250 N/9,81 N/kp = 11240 kp = 11240 kgf

(1 kp = 1 kilopondio = 1 kilogramo fuerza)

Yo NO mezclaría la masa con el peso, fuerza NO es masa !!!! que es lo que pone Jorge, me abstengo de bajar un superpulgar por ello. El valor que calculó está mal!

si tomáramos como sugiere:

σe = 1,8 × 10⁸ Pa

el resultado sería:

Pmax = 1,8 × 10⁸ Pa × 0,00045 m² = 81000 N ≈ 8260 kgf

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Si uno tiene dudas con el valor conviene ser conservador y tomar el σe más bajo que encuentra. Yo confío en el libro que cité porque si bien es viejo, cuando estudiaba en el secundario hicimos ensayos que daban los valores del libro aproximadamente.

Por ello tomaría:

Pmax ≈ 110000 N (redondeando para abajo, hay variaciones inclusive de una barra a otra al ensayar la resistencia verdadera)

Valor al límite elástico.

la rotura por tracción del cobre estirado en frío es de 35 kgf/mm² = 3,4 × 10⁸ Pa, o sea todavía superior, pero nadie diseña los elementos mecánicos tan al límite. Salvo que quiera que se rompan deliberadamente.

Saludos!

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Primero su limite de elasticidad (LE) para el.cobre es 1.6X10^8.

FORMULA: LE= Fmax/Amax entonces depejas a Fmax y te queda

Fmax=LE * Amax.... y sustituyes

Fmax= 1.6x10^8 (0.045m^2)

0.045m^2 = 4.5m^2

Y te sale 7,200,000 N

Y ahora peso =masa entonces usamos

m=F/g

Donde m=masa F=fuerza g=gravedad

m=7,200,000 / 9.8= 734,693.87 kg

Según lo que q mi me enseñaron es asi '=D espero q este bien y si no que te haya servido de algo jaja suerte