CAMPUS ESTADO DE MÉXICO “GRUA DE ALUMINIO”

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CAMPUS ESTADO DE MÉXICO

“GRUA DE ALUMINIO”

María Fernanda García Ruiz A01271647

Miguel Ángel Arratia A01375829

Luis Fernando González Echeverría A01375239

Vanessa Stephanie Aguirre Gutiérrez A01372771

Estática

Grupo 1

Oscar Armando Gómez Vargas

01/10/2015 

Objetivo

Con la ayuda de los temas aprendidos en clase e investigación adicional realizada para complementar el conocimiento, se construirá  una Grúa elaborada de aluminio, con el fin de levantar un metro en total 20 kg sin problema alguno. En la primera prueba, la Grúa tendrá que levantar el peso unos 50 cm de altura y permanecer estática 30 segundos sin colapsar. La segunda prueba será elevar el peso 50 cm más para llegar al metro y permanecerá otros 30 segundos estática sin colapsar.

Introducción

A través de la historia, el ser humano se ha visto en la necesidad de crear elementos que le permitan trabajar y vivir de forma más cómoda. Esta necesidad lo ha llevado a desarrollar una serie de herramientas, equipos y maquinarias acorde con sus requerimientos, siendo el principal objetivo lograr que estos elementos sean cada vez más perfectos, simples, útiles, poli funcionales y accesibles.

 
Todo esto ha demandado realizar una constante búsqueda de nuevos materiales, modelos y técnicas de trabajo. Búsqueda que se ha traducido en un desarrollo tecnológico que mantiene un ritmo de crecimiento que permanece hasta nuestros días.
La industria de la construcción no ha sido la excepción a este proceso de cambios. Hoy en día se cuenta con una amplia gama de elementos auxiliares, que facilitan la labor de quienes se desempeñan en cada una de las etapas constructivas. Ello ha venido a automatizar la mayoría de las faenas constructivas, mediante máquinas que hacen posible que el proceso de construcción sea más rápido, fácil, seguro, de mayor calidad y de menor costo, mejorando considerablemente la productividad.

De forma específica, en la edificación en altura ha sido especialmente fructífero el desarrollo de las grúas. Ellas han debido sufrir modificaciones para responder eficientemente a las exigencias de altura y capacidad, que demanda cada día el sector de la construcción. Se ha optimizado su uso, principalmente mediante la incorporación de ciertos elementos y partes lo que ha dado origen finalmente a una máquina de funcionamiento electromecánico, que es capaz de levantar y trasladar materiales tales como hormigón, madera, acero, paneles, moldajes, etc. mediante un gancho suspendido de un brazo horizontal giratorio, como cualquier grúa pluma, pero con la diferencia de que además está provista de una torre vertical, sobre la cual se monta la pluma de la grúa, permitiendo que pueda ser utilizable a diferentes alturas, ya que permite la adición de tramos a la torre, según se requiera, viniendo a solucionar el principal limitante de las grúas. Esta nueva máquina es la que hoy se conoce como “GRÚA”, la que desde sus primeras apariciones, vino a revolucionar por completo las técnicas de construcción existentes, logrando consolidarse como un elemento imprescindible no sólo en la industria de la construcción, sino que también en otras actividades como son servicios portuarios y construcción naval.

Las relaciones y métodos básicos del equilibrio de partículas y cuerpos rígidos son de gran importancia en el desarrollo de proyectos en las diferentes ramas del estudio de la ingeniería.

Para la realización de este proyecto se deberán utilizar diversos conceptos relaciones y procedimientos aprendidos durante el curso.

* La estática de partículas

* Sistemas equivalentes de fuerzas

* Equilibrio de cuerpos rígidos

* Análisis de estructuras

En el desarrollo del siguiente modelo se llevarán a la práctica estos conceptos también la operación y el proceso que tienen sus énfasis en la acción en terreno y en los procesos tecnológicos para la realización y construcción de una grúa que sea capaz de levantar el peso máximo de acuerdo a las medidas dadas y evaluadas mediante la realización de los cálculos correspondientes los cuales por supuesto serán mostrados más adelante.

Teoría

Estática de partículas, hablando de fuerzas en un solo plano, es el tema en donde conocemos la actividad que cada fuerza existente en el mecanismo actúa en contra y a favor de este, utilizando:

1. vectores
2. vectores unitarios
3. suma de vectores
4. descomposición de una fuerza en sus componentes
5. primera ley de Newton

Hablando de fuerzas en el espacio, es decir 3D, observamos las acciones de las fuerzas en los tres ejes x,y,z.

Cuerpos rígidos. Sistemas equivalentes de fuerzas, donde conocemos los dos tipos de fuerzas, internas y externas.

1. Fuerzas externas: representan la acción que ejercen otros cuerpos sobre el cuerpo rígido en consideración. Responsables del comportamiento externo del cuerpo. Causan que el cuerpo se mueva o permanezca en reposo.
2. Fuerzas internas: Aquellas que mantienen unidas las partículas que conforman al cuerpo rígido. Si el cuerpo está constituido por varias partes, las fuerzas que mantienen unidas dichas partes se denominan fuerzas internas.

Conocemos el PRINCIPIO DE TRANSMISIBILIDAD el cual establece que las condiciones de equilibrio o de movimiento de un cuerpo permanecerán inalteradas si una fuerza F que actúa en un punto dado de ese cuerpo se reemplaza por una fuerza F’ que tiene la misma magnitud y dirección, pero que actúan en un punto distinto siempre que las dos fuerzas tengan la misma línea de acción.

Utilizamos el PRODUCTO CRUZ O VECTORIAL de dos vectores, para entender mejor el efecto de una fuerza sobre un cuerpo rígido, se utiliza el momento de una fuerza con respecto de un punto. El producto vectorial de dos vectores P y Q se define como el vector V, el cual es perpendicular al plano que contiene a P y Q, la magnitud de V es el producto de los dos vectores por el Seno del ángulo formado por P y Q, cuya medida deberá ser menor o igual a 180 grados, y obtenemos:

 V = PQ(sen del angulo)   o    V = P X Q

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