En la instalación del falso techo de una empresa de bolas de golf, se han colocado dos hilos que sustentan la barra AC de peso propio despreciable, estos son de acero (A) y de cobre (C).
Se pide determinar:
a) ¿A qué distancia de A debe colocarse un peso de 5.000 Kg. para que la barra permanezca horizontal?
b) Hallar la sección necesaria de los hilos para que ninguno de ellos supere su límite elástico.
c) Decir cuál de ellos trabaja por debajo de su límite elástico.
Nota: Consideraremos que las secciones de los dos hilos deberán ser iguales.
Datos:
Este ejercicio apareció en la prueba práctica del examen de oposiciones a profesor de Tecnología en Extremadura 2025
Cuando pensamos en «tecnología», solemos imaginar microchips, pantallas OLED o algoritmos de IA. Pero hay una tecnología mucho más antigua y fundamental que permite que el mundo siga en pie: la resistencia de materiales.
Hoy vamos a analizar un reto clásico de ingeniería que bien podría ser el examen de ingreso para cualquier diseñador industrial. Imagina que tienes que colgar una barra pesada para el techo de una fábrica, pero usas dos materiales distintos: Acero y Cobre.
¿El objetivo? Que la barra no se incline ni un milímetro. Parece fácil, ¿verdad? Spoiler: No lo es.
El Escenario: El equilibrio no es solo cuestión de peso
Tenemos una barra apoyada por dos hilos. Uno es de Acero (punto A) y el otro de Cobre (punto C). Queremos colgar una carga de 5.000 kg.
Aquí es donde la física se pone interesante. El acero es mucho más rígido que el cobre (su Módulo de Young es el doble). Si colgamos el peso justo en el medio, el hilo de cobre se estiraría más que el de acero y nuestra barra parecería un tobogán.
1. La Ley de Hooke al rescate
Para que la barra permanezca horizontal, ambos hilos deben estirarse exactamente lo mismo (
). Como el acero es más «duro» de estirar, necesita soportar más carga para igualar el estiramiento del cobre.
Tras hacer los números, descubrimos que el hilo de acero debe cargar con 3.333 kg, mientras que el de cobre se queda con 1.666 kg. Esto nos dicta la posición exacta: el peso debe colocarse a 1,33 metros del acero.
Lección tech: En ingeniería, no siempre el centro geométrico es el centro de equilibrio. El material manda.
2. Dimensionando la seguridad: ¿Cuánto grosor necesitamos?
No basta con saber dónde poner el peso; hay que asegurarse de que los hilos no se rompan (o entren en deformación plástica).
Calculamos la sección transversal necesaria basándonos en los límites elásticos de cada material:
- Acero: Necesita al menos
para no sufrir. - Cobre: Con
le bastaría.
Como en el mundo real (y en las especificaciones de diseño) preferimos la uniformidad, elegimos la sección mayor: .
3. El veredicto: ¿Quién trabaja más relajado?
Al estandarizar el grosor basándonos en el acero, el cobre termina trabajando «sobrado». Mientras el acero está justo en su límite de seguridad, el cobre opera a una tensión de 
, por debajo de su límite de 
.
Conclusión: ¿Por qué nos importa esto en 2026?
Entender cómo interactúan diferentes materiales es la base de todo, desde la construcción de estaciones espaciales hasta el diseño de los nuevos exoesqueletos de fibra de carbono. La precisión no es un lujo, es la diferencia entre una estructura eterna y un desastre inminente.