Construccin de un puente de tallarines

ESCUELA POLITCNICA DEL EJRCITOFISICA II. TEMA: DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN PUENTE DE TALLARINES.

II. OBJETIVOS:1. OBJETIVOS GENERALES: 1.1. Construir un puente para de esta manera visualizar todos los temas relacionados con la fsica como son dinmica, cinemtica, etc.1.2. Estudiar las maneras para crear un puente de tallarines lo menos pesado y resista mayor peso ejercido sobre l.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:2.1. Analizar la tensiones ejercidas entre el peso colocado con respecto a el puente elaborado2.2. Relacionar los conocimientos tericos adquiridos con la elaboracin del puente de tallarines2.3. Calcular las reacciones que ejercen los soportes con respecto al puente2.4. Elaborar un dinammetro de tal manera que permita calcular la fuerza de un objeto y verificar cuanto resiste el puente2.5. Buscar los materiales necesarios para elaborar un puente de tallarines que tenga gran resistencia y no tenga mucho valor econmico.2.6. Visualizar las fuerzas ejercidas sobre el peso por accin de un cuerpo ya sea una normal, peso, tensin, reaccin. III. MATERIALES:III.1. PUENTE:

Tallarines barilla N.10Pistola de SiliconaSilicona plsticaReglaLima de hierroCuerdasPlano del puente

III.2. DINAMOMETRO:

Un tubo de metalUn resorteAdhesivos para marcar la escalaUn garfioUna regla IV. MARCO TEORICO

CINEMTICALa cinemtica (del griego , kineo, movimiento) es la rama de la mecnica clsica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitndose esencialmente, al estudio de la trayectoria en funcin del tiempo.

En la cinemtica se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias, denominado sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posicin un cuerpo. La aceleracin es el ritmo con que cambia su velocidad. La velocidad y la aceleracin son las dos principales cantidades que describen cmo cambia su posicin en funcin del tiempo.

En nuestro caso aplicamos la cinemtica rectilnea basada en los M.R.U. y el M.R.U.V. que se generan el la distribucin de masas del sistema.

Movimiento rectilneoSe denomina movimiento rectilneo, aqul cuya trayectoria es una lnea recta.

En la recta situamos un origen O, donde estar un observador que medir la posicin del mvilxen el instantet. Las posiciones sern positivas si el mvil est a la derecha del origen y negativas si est a la izquierda del origen.PosicinLa posicinxdel mvil se puede relacionar con el tiempotmediante una funcinx=f(t).

DesplazamientoSupongamos ahora que en el tiempot, el mvil se encuentra en posicinx, ms tarde, en el instantet'el mvil se encontrar en la posicinx'. Decimos que mvil se ha desplazadoDx=x'-xen el intervalo de tiempoDt=t'-t, medido desde el instantetal instantet'.VelocidadLa velocidad media entre los instantestyt'est definida por

Para determinar la velocidad en el instantet, debemos hacer el intervalo de tiempoDttan pequeo como sea posible, en el lmite cuandoDttiende a cero.

Pero dicho lmite, es la definicin de derivada dexcon respecto del tiempot.Para comprender mejor el concepto de velocidad media, resolvemos el siguiente ejercicioEjercicioUna partcula se mueve a lo largo del eje X, de manera que su posicin en cualquier instantetest dada porx=5t2+1, dondexse expresa en metros yten segundos.Calcular su velocidad promedio en el intervalo de tiempo entre: 2 y 3 s. 2 y 2.1 s. 2 y 2.01 s. 2 y 2.001 s. 2 y 2.0001 s. Calcula la velocidad en el instantet=2 s.En el instantet=2 s,x=21 m

t (s)x (m)x=x'-xt=t'-tm/s

34625125

2.123.052.050.120.5

2.0121.20050.20050.0120.05

2.00121.0200050.0200050.00120.005

2.000121.002000050.002000050.000120.0005

...............

020

Como podemos apreciar en la tabla, cuando el intervalot0, la velocidad media tiende a 20 m/s. La velocidad en el instantet=2 s es una velocidad media calculada en un intervalo de tiempo que tiende a cero.Calculamos la velocidad en cualquier instantet La posicin del mvil en el instantetesx=5t2+1 La posicin del mvil en el instantet+Dtes x'=5(t+Dt)2+1=5t2+10tDt+5Dt2+1 El desplazamiento esDx=x'-x=10tDt+5Dt2 La velocidad media es

La velocidad en el instantetes el lmite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero

La velocidad en un instantetse puede calcular directamente, hallando la derivada de la posicinxrespecto del tiempo.

En el instantet=2 s,v=20 m/sAceleracin

En general, la velocidad de un cuerpo es una funcin del tiempo. Supongamos que en un instantetla velocidad del mvil esv, y en el instantet'la velocidad del mvil esv'. Se denomina aceleracin media entre los instantestyt'al cociente entre el cambio de velocidadDv=v'-vy el intervalo de tiempo en el que se ha tardado en efectuar dicho cambio,Dt=t'-t.

La aceleracin en el instantetes el lmite de la aceleracin media cuando el intervaloDttiende a cero, que es la definicin de la derivada dev.

Ejemplo:Un cuerpo se mueve a lo largo de una lnea rectax=2t3-4t2+5 m. Hallar la expresin de La velocidad La aceleracin del mvil en funcin del tiempo.

Dada la velocidad del mvil hallar el desplazamientoSi conocemos un registro de la velocidad podemos calcular el desplazamientox-x0del mvil entre los instantest0yt, mediante la integral definida.

El productov dtrepresenta el desplazamiento del mvil entre los instantestyt+dt, o en el intervalodt. El desplazamiento total es la suma de los infinitos desplazamientos infinitesimales entre los instantest0yt.En la figura, se muestra una grfica de la velocidad en funcin del tiempo, el rea en color azul mide el desplazamiento total del mvil entre los instantest0yt, el segmento en color azul marcado en la trayectoria recta.Hallamos la posicinxdel mvil en el instantet, sumando la posicin inicialx0al desplazamiento, calculado mediante la medida del rea bajo la curvav-to mediante clculo de la integral definida en la frmula anterior.

Ejemplo:Un cuerpo se mueve a lo largo de una lnea recta de acuerdo a la leyv=t3-4t2+5 m/s. Si en el instantet0=2 s. est situado enx0=4 m del origen. Calcular la posicinxdel mvil en cualquier instante.

Dada la aceleracin del mvil hallar el cambio de velocidadDel mismo modo, que hemos calculado el desplazamiento del mvil entre los instantest0yt, a partir de un registro de la velocidadven funcin del tiempot, podemos calcular el cambio de velocidadv-v0que experimenta el mvil entre dichos instantes, a partir de un registro de la aceleracin en funcin del tiempo.

En la figura, el cambio de velocidadv-v0es el rea bajo la curvaa-t, o el valor numrico de la integral definida en la frmula anterior.Conociendo el cambio de velocidadv-v0, y el valor inicialv0en el instantet0, podemos calcular la velocidadven el instantet.

Ejemplo:La aceleracin de un cuerpo que se mueve a lo largo de una lnea recta viene dada por la expresin.a=4-t2m/s2. Sabiendo que en el instantet0=3 s, la velocidad del mvil valev0=2 m/s. Determinar la expresin de la velocidad del mvil en cualquier instante

Resumiendo, las frmulas empleadas para resolver problemas de movimiento rectilneo son

Movimiento rectilneo uniformeUn movimiento rectilneo uniforme es aqul cuya velocidad es constante, por tanto, la aceleracin es cero. La posicinxdel mvil en el instantetlo podemos calcular integrando

o grficamente, en la representacin deven funcin det.

Habitualmente, el instante inicialt0se toma como cero, por lo que las ecuaciones del movimiento uniforme resultan

Movimiento rectilneo uniformemente aceleradoUn movimiento uniformemente acelerado es aqul cuya aceleracin es constante. Dada la aceleracin podemos obtener el cambio de velocidadv-v0entre los instantest0yt, mediante integracin, o grficamente.

Dada la velocidad en funcin del tiempo, obtenemos el desplazamientox-x0del mvil entre los instantest0yt, grficamente (rea de un rectngulo + rea de un tringulo), o integrando

Habitualmente, el instante inicialt0se toma como cero, quedando las frmulas del movimiento rectilneo uniformemente acelerado, las siguientes.

Despejando el tiempoten la segunda ecuacin y sustituyndola en la tercera, relacionamos la velocidadvcon el desplazamientox-x0

LEYES DE NEWTONLasLeyes de Newton, tambin conocidas comoLeyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por ladinmica, en particular aquellos relativos almovimientode los cuerpos. Revolucionaron los conceptos bsicos de la fsica y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto queConstituyen los cimientos no slo de la dinmica clsica sino tambin de la fsica clsica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirm que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones ms bsicas. La demostracin de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante ms de dos siglos.

En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos: Por un lado, constituyen, junto con latransformacin de Galileo, la base de lamecnica clsica; Por otro, al combinar estas leyes con laLey de la gravitacin universal, se pueden deducir y explicar lasLeyes de Keplersobre el movimiento planetario.As, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de losastros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, as como toda la mecnica de funcionamiento de lasmquinas.

Primera ley de Newton o Ley de lainercia Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre l.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por s solo su estado inicial, ya sea en reposo o enmovimiento rectilneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre l. Newton toma en cuenta, as, el que los cuerpos en movimiento estn sometidos constantemente a fuerzas de roce o friccin, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendan que el movimiento o la detencin de un cuerpo se deba exclusivamente a si se ejerca sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la friccin.

Segunda ley o Principio Fundamental de la Dinmica

La fuerza que acta sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleracin. Esta ley explica qu ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qu ser constante) acta una fuerza neta: la fuerza modificar el estado de movimiento, cambiando la velocidad en mdulo o direccin. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la direccin de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relacin entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleracin estn relacionadas. Dicho sintticamente, la fuerza se define simplemente en funcin del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas sern iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.En trminos matemticos esta ley se expresa mediante la relacin:

Donde es la cantidad de movimiento y la fuerza total. Bajo la hiptesis de constancia de la masa y pequeas velocidades, puede reescribirse ms sencillamente como:

Tercera Ley de Newton o Ley de accin y reaccin

Con toda accin ocurre siempre una reaccin igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya haban sido propuestas de otras maneras porGalileo,HookeyHuygens) y hace de las leyes de la mecnica un conjunto lgico y completo.Expone que por cada fuerza que acta sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y direccin, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido.Este principio presupone que la interaccin entre dos partculas se propaga instantneamente en el espacio (lo cual requerira velocidad infinita), y en su formulacin original no es vlido para fuerzas electromagnticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".Es importante observar que este principio de accin y reaccin relaciona dos fuerzas que no estn aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, segn sean sus masas. Por lo dems, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley.Junto con las anteriores, permite enunciar los principios deconservacindelmomento linealy delmomento angular.

CONCEPTO DE TRABAJO MECANICOLas nociones de trabajo y energa por intervenir en todas las partes del estudio de la fsica se consideran como los conceptos mas trascendentales de que se ocupa esta ciencia.El concepto fsico de trabajo difiere fundamentalmente de la idea comn que de el se tiene. En el lenguaje popular o corriente la expresin trabajo se aplica a cualquier esfuerzo fsico o mental que se hace en orden a producir un determinado resultado. as por ejemplo, cuando una persona intenta levantar una piedra sin lograrlo, se dice que ha trabajado mucho y a los estudiantes se les oye decir: me costo mucho trabajo leer la leccin de geografa.En toda idea de trabajo intervienen siempre como elementos una fuerza, un cuerpo, o punto material a que se aplica y un efecto obtenido que se manifiesta por un desplazamiento del punto o cuerpo en la direccin de la fuerza aplicada; son efectos de trabajo mecnico: empujar una nevera para cambiarla de sitio, levantar un ladrillo para colocarlo sobre una mesa, arrastrar una caja, etc...en cada uno de los anteriores ejemplos hay que fijarse en dos cosas primero, que la persona que realiza el trabajo ejerce una fuerza; de conformidad con lo expuesto, el trabajo podra definirse como: el esfuerzo producido por una fuerza, cuando se mueve en el punto material a que se aplica en la direccin de ella.Nocinsuele decirse que hay trabajo, siempre que una fuerza produce algn movimiento; siempre que se desplaza el punto de aplicacin de alguna fuerza. Hay trabajo, cuando un obrero tira de un cable y levanta un bloque de piedra. No hay trabajo aunque si fuerza, cuando el bloque de piedra permanece colgado toda la noche.Subir un ladrillo desde el stano hasta el primer piso de una casa, es un cierto trabajo, subirlo hasta el segundo piso se considera doble trabajo; y hasta el tercero triple trabajo. Tambin se considera que el trabajo es tanto mayor en cuanto mas ladrillos halla que subir. Subir 10 ladrillos un piso equivale a subir 10 pisos con un ladrillo o a subir con 5 ladrillos dos pisos.El concepto fsico de trabajo coincide en gran parte con el doble lenguaje ordinario.Definicin.El trabajo fsicamente considerado, es una magnitud directamente proporcional a la fuerza, y al espacio recorrido por el punto de aplicacin de dicha fuerza en su misma direccin.Trabajo positivo y negativo.Se considera como positivo el trabajo hecho por una fuerza cuyo punto de aplicacin se desplaza en su misma direccin y sentido; y como negativo, el trabajo hecho por una fuerza cuyo punto de aplicacin se desplaza en su misma direccin pero ensentido contrario. Los negativos son trabajos resistentes; los positivos son trabajos motores.Puesto que no puede existir una fuerza sin que haya otra igual y opuesta a ella, es claro que a todo trabajo motor corresponde siempre un trabajo resistente de igual valor absoluto. La suma de los trabajos positivos y negativos es siempre cero. El trabajo resistente no puede existir sino en tanto en cuanto exista un trabajo motor.FACTORES DE TRABAJOse deduce que el trabajo mecnico esta determinado por la intervencin de dos factores: Intensidad de la fuerza aplicada Desplazamiento en la direccin de la fuerzaCuando se elevan cuerpos de diferente peso a una altura comn, el trabajo mayor se realiza cuanto mayor sea el peso del cuerpo y en igualdad de pesos el valor del trabajo depende en forma directa de la altura lo anterior significa que el valor del trabajo depende en forma directa de los factores fuerza y desplazamiento; por tanto, su expresin ser:Trabajo = fuerza X distanciaW = F . sLa ecuacin dimensional del trabajo ser pues:M . L . LW = = ML-TUNIDADES DE TRABAJOSistema C.G.S.................................................................... ErgioSistema M.K.S.................................................................... JulioErgio: es el trabajo efectuado por la fuerza de una DINA, cuando el punto material a que se le aplica , se desplaza un metro.Julio: es el trabajo efectuado por la fuerza de un Newton, cuando el punto material a que se le aplica, se desplaza un metro.Como unidad secundaria de trabajo existe tambin elkilogrametroo sea el trabajo realizado por la fuerza de un kilogramo a lo largo de un metro de distancia. Se aclara que el kilogramo no es la unidad que corresponda a ninguno de los sistemas de unidades que hemos venido empleando y que mas bien es la unidad industrial de trabajo.Movimiento y trabajo.Conviene anotar que no puede darse el caso de trabajo real sin movimiento; pero si, el movimiento sin trabajo, al menos en teora. En la practica se da el caso de movimiento con muy poco trabajo.Sobre un plano perfectamente horizontal, y sin rozamiento, bastara el mas leve impulso para dar a una esfera cierta velocidad, la cual, por la inercia, se conservara indefinidamente, sin ningn trabajo. Hubo si, un trabajo, mientras obro la fuerza del impulso inicial pero despus, ya no hay trabajo. Lo mismo sucede en el movimiento circular; pues, de hecho no hay desplazamiento del mvil, (que es donde esta el punto de aplicacin de la fuerza) en direccin radial.CONCEPTO DE POTENCIAEn el valor de trabajo mecnico realizado por el Hombre o por una maquina, el factor tiempo no tiene ninguna influencia, o sea que el trabajo que el trabajo es independiente del tiempo empleado para efectuarlo.As por ejemplo, para elevar 200 ladrillos a 5 mts de altura el trabajo que realiza no cambia de valor as se emplee en la mencionada operacin dos horas dos das o dos meses. Sin embargo en la actividad industrial no solo es necesario realizar cierta clase de trabajos, sino que es indispensable tener en cuenta el tiempo durante el cual el trabajo debe ser realizado a quien construye una casa o eleva agua con una bomba, no solo le interesa efectuar el trabajo propiamente enunciado, sino que es indispensable tener en cuenta el tiempo durante el cual el tiempo debe ser terminado.Si dos personas o maquinas realizan el mismo trabajo ( elevar 200 litros de agua a 10 mts de altura ) empleando cada una de ellas diferente tiempo, fsica mente se le califica diciendo que tienen distancia potencia; si por ejemplo si una persona emplea la mencionada operacin dos horas y la otra cinco horas , la primera tiene mayor potencia que la segunda.Nocin.levantar un Kg. del suelo a la mesa, es trabajo que puede hacer un hombre en un segundo, y una hormiga en varias horas por esto es que se dice que el hombre tiene mas fuerza que una hormiga.As, cuando se trata de las maquinas, y de un mismo trabajo, se aprecia como el doble de la potencia que lo ejecuta en la mitad del tiempo, se llama doble o triple la potencia que ejecuta un trabajo doble o triple.El concepto fsico de potencia es el mismo que se encuentra en el lenguaje ordinario.Definicin.potencia es una magnitud directamente proporcional al trabajo, e inversamente proporcional al tiempo correspondiente.La potencia de un mecanismo es un concepto muy importante pues en un motor, por ejemplo lo que interesa no es la cantidad total de trabajo que puede hacer hasta que se descomponga sino la rapidez con la que pueda entregar el trabajo sea el trabajo que puede hacer en cada unidad de tiempo, que es precisamente la potencia.TRABAJO WPOTENCIA = P =TIEMPO tF . sCOMO W = F . s P =TUNIDADES DE POTENCIASiendo la potencia, el trabajo realizado en la unidad de tiempo, se tendrn como sus unidades.Sistema C.G.S. ................................................................. ergio/segSistema M.K.S. ................................................... .julio/seg = watioComo unidades secundarias de potencia, se emplean: kilogrametro/segundo ......................................... kmg/seg1. El HP ..................................................................... 75 kgm/seg1. El kilo-watt.......................................................... 1000 watiosEl vatio:es la potencia necesaria para realizar el trabajo de un julio, en un segundo. Es la unidad del sistema practico, usual tambin en medidas elctricas. 1 kilovatio=1000 w =1,36 H.P.El kilogramo por Segundo:es la unidad de potencia en el sistema tcnico. Es la potencia necesaria para hacer el trabajo de 1 Kgr. Durante un segundo. Prcticamente, es la potencia que se emplea para levantar un Kg. a un metro de altura, en un segundo.El caballo de vapor,britnico, se defini como igual a 33000 footpounds por el minuto, sea 550 pies-libra por segundo. El caballo de vapor, mtrico , se define como igual a 75 Kg. /s, y as, es la potencia necesaria para elevar, en un segundo, 75 Kg. A un metro de altura.Unidades de trabajo derivadas.Hay algunas unidades de trabajo cuya definicin depende de otras unidades de potencia. As , el vatio hora es el trabajo correspondiente a una potencia de un vatio utilizada durante una hora. Es decir: un julio por segundo durante una hora, sea: 3600 julios.El freno de prony.Se utiliza para medir la potencia de los motores. Por medio de el se aprecia el trabajo ejecutado en cierto tiempo, y de ah se deduce la potencia de un motor.ROZAMIENTOSe denomina rozamiento, a la dificultad o resistencia que oponen los cuerpos para que unos deslicen sobre otros; esta oposicin al movimiento es una verdadera fuerza que se denomina fuerza de rozamiento o simplemente rozamiento.El rozamiento es debido a que la superficies de los cuerpos puestos en contacto, no son perfectamente lisas por muy pulidas que estn sino que presentan asperezas que se compenetran cuando los cuerpos se ponen en contacto.El roce de slidos es de dos clases : a) rozamiento por deslizamiento b) rozamiento por rodadura. El primero se verifica entre cuerpos cuyas superficies de deslizamiento no cambian, el segundo tiene lugar entre cuerpos cuya superficie de contacto va cambiando continuamente como ocurre por ejemplo con las llantas de un automvil.Perdida de energa cintica en interaccin con rozamiento,si una fuerza de rozamiento obra sobre un cuerpo-una fuerza que no depende solo de la separacin entre dos cuerpos-la energa cambia aparentemente a otra forma. La energa cintica en movimiento total de cuerpos nter actuantes disminuye y finalmente se reduce a cero.Considrese el movimiento de una masa que se desliza sobre una mesa. La fuerza de rozamiento que la mesa ejerce sobre ella disminuyen su velocidad. El trabajo realizado equivale al producto de la fuerza por distancia que recorre la masa. Puesto que la fuerza es opuesta al movimiento, esta resta energa a la masa la cual disminuye su energa cintica justo a la cantidad transferida.Consideremos otro ejemplo de interaccin por rozamiento. Cuando dejamos caer una pelota de pasta la interaccin entre la pasta y el suelo comienza tan pronto como la pelota y el suelo se ponen en contacto, las fuerzas comienzan a obrar sobre la pasta restndole velocidad. Igualmente cambia la forma de la pelota y, con el rebote, la interaccin cesa cuando la pelota se halla mas prxima al suelo que cuando se inicio la interaccin. en esta posicin la fuerza entre la pelota y el piso es nula, mientras que cuando la pelota estaba ascendiendo hasta esta posicin, la fuerza no era nula. Como resultado, la energa cintica total es menor despus de la colisin que antes, y la pelota rebota movindose muy lentamente. La pelota de pasta parece que perdiera energa cintica en forma permanente, pero encontramos que la pasta se halla mas caliente despus de la colisin que antes de ella. Esta interaccin es muy parecida a la que sucede entre la masa que resbala y la mesa. Sin embargo, en este ejemplo, el rozamiento puede ocurrir dentro de la bola de pasta cuando una parte de ella se mueve con respecto a la otra.VARIABLES QUE DETERMINAN EL ROZAMIENTOOperando con un bloque prismtico de madera de peso conocido colquese sobre una superficie tambin de madera y por medio de un cordel en el que se ha colocado un dinammetro arrastre la pieza de madera teniendo cuidado de leer el dinammetro cuando el bloque se pone en movimiento. Reptase el experimento colocando sobre el bloque primitivo dos y tres bloques mas.En conclusin el valor de la fuerza de rozamiento es directamente proporcional al peso del cuerpo; el valor de la fuerza de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal.

ROZAMIENTOCONCEPTO DE ENERGASe entiende por energa la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Como consecuencia de este concepto la energa de un cuerpo o sistema se mide por el trabajo que el cuerpo o sistema realice. La energa que es una puede presentarse bajo diferentes formas como: energa qumica, luminosa, sonora, mecnica, radiante, nuclear, etc...El anlisis de la energa ha sido uno de los temas mas apasionantes en la evolucin de la ciencia, ya que ningn problema de la fsica puede desligarse de ella.Definicin.La palabra energa representa a todo lo que es trabajo, o que puede convertirse en trabajo. Un cuerpo, o un sistema de cuerpos posee energa cuando es capaz de desarrollar algn trabajo.Se divide la energa en actual y potencial. Energa actual es la que de hecho aparece como trabajo. Tal es la del agua que mueve una turbina; o la de una bomba que estalla. Energa potencial es la que no se esta convirtiendo en trabajo real, pero puede convertirse en el ; como la de un resorte comprimido, la de una nube electrizada; o la del agua en una represa.Como formas de energa mecnica, que es nuestro punto directo a estudiar, se conocen:- Energa cintica-Energa potencialEnerga cintica: es la capacidad que poseen los cuerpos en movimiento para producir un trabajo; como ejemplos de esta clase de energa podemos citar. corriente de agua o aire, proyectil disparado, tren en marcha, ciclistas en carrera, etc...En todos estos ejemplos citados, los cuerpos se encuentran en movimiento y con capacidad sobrada para realizar un trabajo.Nuestra definicin de trabajo como la fuerza multiplicada por la distancia ha sido ideada para que concuerde con el concepto de que cantidades iguales de combustible suministraran cantidades iguales de energa. Nos permitir esta definicin del trabajo expresar cuanta energa posee un cuerpo en movimiento? El valor de nuestra definicin de trabajo depende de las respuestas que demos a preguntas como esta.Energa potencial:es la capacidad que tienen los cuerpos para producir un trabajo, en virtud de su forma o de la posicin que ocupan. Un cuerpo que se encuentra a cierta altura (martillo) y se deja caer, es capaz de realizar un trabajo, como por ejemplo clavar una estaca. Los grandes depsitos de agua situados a considerable altura (represa) son una verdadera fuente de energa potencial;en efecto si el agua se conduce por tuberas adecuadas es posible activar turbinas que permitirn la realizacin de grandes trabajos.Durante la colisin, la energa cintica total disminuye primero y luego aumenta en las etapas intermedias ha desaparecido parte de la energa cintica.qu pasa con esta energa cintica perdida? Puesto que luego toda se recobra debe estar almacenada en el sistema que esta en interaccin. A esta energa almacenada la llamamos energa potencial del sistema.Un ejemplo de energa potencial es el resorte parachoques. Es un sencillo ejemplo de energa almacenada. Considrese que una masa m que resbala con velocidad constante sobre una mesa horizontal desprovista de rozamiento. La masa choca contra un resorte parachoques sujetado a un cuerpo grande tan pesado que difcilmente se mueve. Cuando la masa en movimiento da contra el resorte este se comprime ejerciendo una fuerza contraria sobre la masa en movimiento y disminuyendo su velocidad. La energa cintica del cuerpo en movimiento disminuye hasta que su velocidad es cero. En este momento ha desaparecido la energa cintica del cuerpo y el resorte se halla comprimido al mximo. Toda la energa se almacena como energa potencial. Despus la masa adquiere velocidad en direccin contraria. Finalmente, se separa del resorte con su rapidez y energa cintica originales. Toda la energa cintica perdida durante la compresin ha sido recobrada durante las compresiones intermedias, la energa era parcialmente cintica y parcialmente potencial.Conservacin de la energa:las transformaciones anteriores significan que toda la energa cintica se pueden convertir en energa de posicin, y toda esta en cintica, sin que desaparezca un solo ergio. Es la misma cantidad de energa que se transforma.Observaciones semejantes y rigurosas medidas hechas con todas las formas de energa que se encuentran en la naturaleza han llevado a los fsicos a la siguiente conviccin experimental firmisima:En la naturaleza no se puede ni crear ni aniquilar la energa, sino nicamente transformarla.CAMBIOS DE ENERGIAsepare un pndulo de su posicin de equilibrio hasta llevarlo a una altura que viene dada por la posicin del punto M, abandnesele luego y obsrvese el movimiento resultante.M M M0En el pndulo se origina un movimiento de vaivn a uno y otro lado de su posicin de equilibrio.Si para los primeros segundos de movimiento se comparan las alturas que el pndulo alcanza a uno y otro lado, se observara que son iguales.Cuando el pndulo se mueve entre los puntos M y O se encuentra animado de un movimiento de un movimiento acelerado, por lo cual adquiere una energa cintica creciente, que le permite alcanzar en el otro lado un punto M simtrico de M, con respecto a O. El movimiento entre los puntos O y M es retardado, por lo cual se pierde energa cintica, pero en cambio se gana potencial.CONCEPTO DE MAQUINASSe denominan maquinas ciertos aparatos o dispositivos que se utilizan para transformar las fuerzas que se aplican sobre ellos. La transformacin puede consistir en aumento, disminucin o cambio de alguno o algunos de los elementos que caracterizan a toda la fuerza. En la mayora de los casos, las maquinas funcionan como multiplicadores de fuerza; as por ejemplo a una polea diferencial se le puede aplicar una fuerza de 10 Kg. para levantar un cuerpo cuyo peso sea 500 Kg.La fuerza que se aplica sobre la maquina se suele denominar fuerza motriz (F) y la fuerza que se vence se denomina, fuerza resistente o simplemente resistencia (Q).Aun cuando en la realidad, lo que entendemos por maquina son aparatos de mecanismos muy complejos, para nuestro estudio, solo tendremos en cuenta el conocimiento de algunas de las denominadas maquinas simples, a saber:1. Palanca1. Polea1. Torno1. Plano inclinadoENERGIA

La energa tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En fsica, energa se define como la capacidad para realizar un trabajo y se divide en:

Energa mecnica.- que es la combinacin o suma de los siguientes tipos:

Energa cintica.- debido al movimiento y a la velocidad producida por el cuerpo.La energa cintica es un concepto fundamental de la fsica que aparece tanto en mecnica clsica, como mecnica relativista y mecnica cuntica. La energa cintica es una magnitud escalar asociada al movimiento de cada una de las partculas del sistema. Su expresin vara ligeramente de una teora fsica a otra. Esta energa se suele designar como K, T o Ec.El lmite clsico de la energa cintica de un cuerpo rgido que se desplaza a una velocidad v viene dada por la expresin:

Una propiedad interesante es que esta magnitud es extensiva por lo que la energa de un sistema puede expresarse como "suma" de las energa de partes disjuntas del sistema. As por ejemplo puesto que los cuerpos estn formados de partculas, se puede conocer su energa sumando las energas individuales de cada partcula del cuerpo.

Energa potencial.- la asociada a la posicin dentro de un campo de fuerzas y la relacin fundamental de la altura que haya alcanzado el cuerpo de acuerdo a un sistema referencial.

Energa potencial elstica o energa de deformacin.- debida a deformaciones elsticas, tambin una onda es capaz de transmitir energa al desplazarse por un medio elstico y la intervencin de un resorte el cual sufre deformaciones que pueden ser de alargamiento o compresin segn el caso.

Concepto de momento de una fuerza

Se denomina momento de una fuerza respecto de un punto, al producto vectorial del vector posicin rde la fuerza por el vector fuerza F.M=rF

La analoga de la llave y el tornillo, nos ayuda a entender el significado fsico de la magnitud momento, y a determinar correctamente el mdulo, la direccin y el sentido del momento de una fuerza: El mdulo es el producto de la fuerza por su brazo (la distancia desde el punto O a la recta de direccin de la fuerza).M=Fd La direccin perpendicular al plano que contiene la fuerza y el punto, la que marca el eje del tornillo. El sentido viene determinado por el avance del tornillo cuando hacemos girar a la llave

DINAMOMETROSe denominadinammetroa un instrumento utilizado para medirfuerzas. Fue inventado porIsaac Newtony no debe confundirse con labalanza(instrumento utilizado para medirmasas), aunque s puede compararse a labscula.Estos instrumentos consisten generalmente en unmuellecontenido en uncilindrodeplstico,cartnometal generalmente, con dosganchos, uno en cada extremo. Los dinammetros llevan marcada unaescala, enunidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de lafuerza.Los muelles que forman los dinammetros presentan un lmite deelstico, de tal modo que si se aplican fuerzas muy grandes y se producen alargamientos excesivos, se puede sobrepasar ellmite de elasticidad; en esas condiciones, el muelle experimenta una deformacin permanente que conlleva la inutilizacin del dinammetro.Las mquinas de ensayo de materiales sometidos a diferentes esfuerzos incorporan dinammetros, principalmente cuando los ensayos son de resistencia a latraccin, para medir los esfuerzos de rotura que rompen lasprobetas de ensayo.Una forma comn de dinammetro es una balanza de resorte calibrada ennewtons, la unidad de fuerza delSistema Internacional de unidades(SI) y mide tanto fuerzas de traccin como de compresin, emplendose el dinammetro correspondiente segn el caso.Los dinammetros de traccin pueden utilizarse para medir la resistencia de los trenes sobre las vas, y los de compresin, para determinar la presin mutua ejercida entre dos cuerpos.

V. ANALISIS Y RESULTADOSCONSTRUCCIN Y CLCULOS DEL PUENTES DE TALLARINCaractersticas del puente: Debe medir 50 centmetros de largo, 15 centmetros de ancho y 20 cm de altura (MAXIMO) y debe pesar a lo ms 225 gramos.

Vista Lateral

Vista Superior

VI. PROCEDIMIENTO Conseguir los materiales necesarios para la elaboracin del puente Trazar los planos del puente a realizarse Medir los tallarines de tal manera que tengamos estructuras uniformes en base a las medidas dadas Pegar los tallarines de tal manera que se fortalezcan y as no se rompan Reforzar los puntos clave donde la carga aplicada va a influir con mayor fuerza Dejar secar el pegamento de cada uno de los tallarines Dar la forma al puente como est estipulado en los planos realizados Medir el puente de tal manera que este dentro del rango dado

VII. CALCULOS

Datos:

Lt= 5lt

Si:

Pero

1

DEL GANCHO G

REMPLAZO EN LA ECUACIN 1

2

APLICACIN DE MOMENTOS A LO LARGO DEL PUENTE EN EL PUNTO

REMPLAZO EN LA ECUACIN 2

CALCULO DE LA ACELERACIN

C1 = 0 por las condiciones inciales

C2 = 0 por las condiciones inciales

CALCULO DEL TRABAJO

CALCULO DE LA ENERGIA POTENCIAL

CALCULO DE LA ENERGIA ELASTICA

CALCULO DE LA ENERGIA CINETICAPOR CONSERVACIN DE ENERGIA

CALCULO DE LA POTENCIA QUE RESISTE EL PUENTE

VIII. CONCLUSIONES

El puente de tallarines puede soportar diferentes peso siempre y cuando este sea bien reforzado en los puntos claves Se visualizo que en el momento de aadirle una carga determinada que en la base del puente se arqueo Se observo que en el momento de aplicarse las fuerzas los soportes elaborados tienden a tensionarse por accin de la gravedad.

IX. RECOMENDACIONES:

Tener cuidado en el momento de probar los puentes ya que se puede sobrepasar la resistencia y este se puede romper Reforzar bien los puntos donde se concentra el peso en el puente ya que esa es la clave de la resistencia Es recomendable trabajar con tallarines de mayor tamao para una mayor resistencia y una mejor elaboracin del puente Es necesario ser precavido en el momento de pegar los tallarines ya puede causar daos en nuestra piel y podemos salir lastimados

X. BIBLIOGRAFIAMecnica Vectorial para ingenieros, Dinmica Decima edicin de hibbeler,R,C , Mxico ,2004http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_fuerza

XI. ANEXOS

Fsica 1

Puente de Tallarines

Litros Peso (Kg)masa (Kg) lts agua + canecapeso (N) lts de agua + canecaTa (N)Tb(N)RaRbmasa (Kg) canecapeso (N) canecamasa (Kg) puente

1,001,001,817,6410,58410,5849,428,9110,87,840,225

2,002,002,827,4415,09215,09215,08212,706

3,003,003,837,2419,9919,9926,2117,966

4,004,004,847,0424,89224,89234,73623,226

5,005,005,856,8429,79229,79244,27628,486

6,006,006,866,6434,69234,69253,81633,746

7,007,007,876,4439,59239,59263,35639,006

8,008,008,888,2444,49244,49272,89644,266

9,009,009,896,0449,39249,39282,43649,526

10,0010,0010,8105,8454,29254,29291,97654,786

11,0011,0011,8115,6459,19259,192101,51660,046

12,0012,0012,8125,4464,09264,092111,05665,306

13,0013,0013,8135,2468,99268,992120,59670,566

14,0014,0014,8145,0473,89273,892130,13675,826

15,0015,0015,8154,8478,79278,792139,67681,086

16,0016,0016,8164,6483,69283,692149,21686,346

17,0017,0017,8174,4488,59288,592158,75691,606

18,0018,0018,8184,2493,49293,492168,29696,866

19,0019,0019,8194,0498,39298,392177,836102,126

20,0020,0020,8203,84103,292103,292187,376107,386

peso(N) canecamasa (Kg) puentepeso(N) puentemasa (Kg) varillapeso(N) varillamasa(Kg) dinamometropeso (N) dinamometroElongacion (m)

7,840,2252,2050,040,3920,282,7440,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

0,22

0,24

0,26

0,28

0,3

0,32

0,34

0,36

0,38

0,4

0,42

tiempo llenado (seg)aceleracionalturaTrabajo (J)Velocidad de llenadosenergia potencialenergia elasticaenergia cinetica

25,60,0003430,200,3450,450,3450,160,25

30,60,240,980,750,980,380,45

35,60,261,581,051,580,730,80

40,60,292,491,352,491,041,25

45,60,323,561,653,561,621,52

50,60,354,71,954,72,042,00

55,60,385,992,255,992,982,89

60,60,417,882,557,883,433,30

65,60,449,372,859,374,654,50

70,60,4710,963,1510,965,705,50

75,60,5012,553,4512,556,406,20

80,60,5314,143,7514,147,787,50

85,60,5615,734,0515,738,508,90

90,60,5917,324,3517,328,779,00

95,60,6218,914,6518,919,5110,40

100,60,6520,504,9520,5010,2611,40

105,60,6822,095,2522,0911,0012,39

110,60,7123,685,5523,6811,7513,39

115,60,7425,275,8525,2712,4914,39

120,60,7726,866,1526,8613,2415,38

125,60,8028,456,4528,4513,9916,38

TABULACION DE RESULTADOS

constante de elasticidad1643,5 N/m

elongacin (x)0,02 m

aceleracin del sistema0,00343 m/

tensin iguales10,58 N

reaccin A9,42 N

reaccin B8,91 N

energa cintica0,34 N

energa potencial0,16 N

energa elstica0,25 N

trabajo (W)0,34 N

velocidad del sistema0,20 N