Examen de Tecnología e Ingeniería II PAU Andalucía 2024 · Extraordinaria Reserva

Ejercicio 1

Se pretende estudiar el comportamiento de una barra de acero de 80 mm de longitud y 10 mm de diámetro y para ello se somete dicha barra a un ensayo de tracción aplicando una carga de 80000 N que provoca un alargamiento elástico de 5 mm.

a)

Calcular la deformación unitaria [1 punto].

b)

Calcular el módulo de elasticidad del acero de la barra [1 punto].

Ejercicio 1

Se pretende estudiar el comportamiento de una barra de acero de 80 mm de longitud y 10 mm de diámetro y para ello se somete dicha barra a un ensayo de tracción aplicando una carga de 80000 N que provoca un alargamiento elástico de 5 mm.

c)

Describir en qué consiste y la finalidad del ensayo Charpy (0,5 puntos).

Ejercicio 2

Se estudia la dureza de dos piezas: una de acero normal y otra de acero templado.

a)

Determinar la dureza Brinell de la pieza de acero normal si en el ensayo se usa como penetrador una bola de 12 mm de diámetro y se obtiene una huella de 4,5 mm de diámetro. La constante del ensayo es $K = 30\text{ kp/mm}^2$ (1 punto).

b)

Calcular la dureza Vickers de la pieza de acero templado si en el ensayo se aplica una carga de 65 kp y se obtiene una huella de diagonal 0,372 mm (1 punto).

Ejercicio 2

Se estudia la dureza de dos piezas: una de acero normal y otra de acero templado.

c)

Explicar en qué consiste el ensayo mecánico de fatiga e indicar algún ejemplo de piezas a las que se les realizaría dicho ensayo (0,5 puntos).

Se realiza un viaje de dos horas en un vehículo que tiene un motor Otto bicilíndrico de cuatro tiempos. Los parámetros del motor son: cilindrada $500\text{ cm}^3$, diámetro del cilindro $60\text{ mm}$, relación de compresión 10:1. La potencia máxima se obtiene con un par de $30\text{ Nm}$ a $5000\text{ rpm}$.

a)

Calcular la carrera del cilindro y el volumen de la cámara de combustión.

b)

Calcular el trabajo desarrollado en el viaje, suponiendo que el motor trabaja a potencia máxima todo el trayecto.

Se realiza un viaje de dos horas en un vehículo que tiene un motor Otto bicilíndrico de cuatro tiempos. Los parámetros del motor son: cilindrada $500\text{ cm}^3$, diámetro del cilindro $60\text{ mm}$, relación de compresión 10:1. La potencia máxima se obtiene con un par de $30\text{ Nm}$ a $5000\text{ rpm}$.

c)

En las máquinas frigoríficas y en las bombas de calor no se suele utilizar el término rendimiento, ¿cuáles son los parámetros que se utilizan en su lugar? Expresar sus fórmulas correspondientes.

Una máquina frigorífica que funciona según el ciclo ideal de Carnot debe mantener en el interior de una cámara una temperatura constante de $5\ ^\circ\mathrm{C}$, para lo que consume $200\cdot 10^6\ \mathrm{J}$ en $8\text{ horas}$ de funcionamiento. La temperatura media del exterior es $24\ ^\circ\mathrm{C}$.

a)

Determinar el calor cedido al exterior en una hora.

b)

Calcular la potencia que debería tener el frigorífico si tuviera una eficiencia del 75 % de la ideal de Carnot.

Una máquina frigorífica que funciona según el ciclo ideal de Carnot debe mantener en el interior de una cámara una temperatura constante de $5\ ^\circ\mathrm{C}$, para lo que consume $200\cdot 10^6\ \mathrm{J}$ en $8\text{ horas}$ de funcionamiento. La temperatura media del exterior es $24\ ^\circ\mathrm{C}$.

c)

Explicar de qué manera influyen el coeficiente adiabático y la relación de compresión en el rendimiento de un motor de ciclo Otto.

Ejercicio 5

En el sistema neumático de una fábrica se utiliza un cilindro de doble efecto con una presión de trabajo de $7\cdot 10^5\text{ Pa}$. El diámetro del émbolo es $40\text{ mm}$ y el del vástago $12\text{ mm}$. El sistema realiza 20 ciclos completos en un período de 2 minutos. Durante este tiempo se consume un total de 80 litros de aire medidos en condiciones normales (Dato: $1\text{ atm} = 10^5\text{ Pa}$).

a)

Calcular la carrera del cilindro.

b)

Determinar las fuerzas reales de avance y de retroceso, sabiendo que la fuerza de rozamiento es el 10 % de la fuerza teórica.

Ejercicio 5

En el sistema neumático de una fábrica se utiliza un cilindro de doble efecto con una presión de trabajo de $7\cdot 10^5\text{ Pa}$. El diámetro del émbolo es $40\text{ mm}$ y el del vástago $12\text{ mm}$. El sistema realiza 20 ciclos completos en un período de 2 minutos. Durante este tiempo se consume un total de 80 litros de aire medidos en condiciones normales (Dato: $1\text{ atm} = 10^5\text{ Pa}$).

c)

Número de Reynolds: indicar la expresión matemática para una tubería de sección circular, citar las magnitudes que aparecen en la misma y explicar para qué se utiliza este número.

Por una tubería de $50\text{ mm}$ de diámetro circula aceite de $900\text{ kg/m}^3$ de densidad, con un caudal de $3\text{ m}^3/\text{h}$.

a)

Calcular la velocidad de circulación del aceite.

b)

Determinar el régimen de circulación si la viscosidad dinámica es $0{,}000676\text{ Ns/m}^2$.

c)

Enunciar el principio de Pascal y explicar su aplicación a una prensa hidráulica.

Un sistema digital tiene tres entradas (E1, E2, E3) y una salida S. La salida S tomará el valor ‘1’ siempre que E1 esté activa, o bien cuando E2 y E3 se activen a la vez.

a)

Obtener la tabla de verdad para la función S, así como su expresión en forma canónica.

E1 · E2 · E3 · S

b)

Simplificar la función S por el método de Karnaugh e implementarla con puertas lógicas.

Un sistema digital tiene tres entradas (E1, E2, E3) y una salida S. La salida S tomará el valor ‘1’ siempre que E1 esté activa, o bien cuando E2 y E3 se activen a la vez.

c)

Explicar por qué un sistema de control de lazo cerrado es más preciso que uno de lazo abierto [0,5 puntos].

Dadas las funciones $F$ y $G$:

$$F = \bar{X}\bar{Y}Z + \bar{X}Y\bar{Z} + XYZ$$

$$G = \bar{A}\bar{B}CD + \bar{A}B\bar{C}D + A\bar{B}\bar{C}D + AB\bar{C}D$$

a)

Obtener las tablas de verdad que corresponden a las funciones [1 punto].

Tabla de verdad para $F(X, Y, Z)$:

$X$

$Y$

$Z$

$F$

Valores de $G(A, B, C, D)$ para las combinaciones donde $G=1$:

Introduce el valor (0 o 1) de la función $G$ en cada una de las 16 combinaciones ordenadas del 0000 al 1111 (mínterms $m_0$ a $m_{15}$):

m

b)

Simplificar las dos funciones lógicas mediante el método de Karnaugh [1 punto].

c)

Indicar las tablas de verdad y los símbolos de las puertas lógicas NAND y NOR [0,5 puntos].

Tabla de verdad puerta NAND (2 entradas):

A · B · NAND

Tabla de verdad puerta NOR (2 entradas):

A · B · NOR