Calculo aplicado a la fisica

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Cálculo Aplicado a la Física 1

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

Asignatura        : Cálculo aplicado a la física I

Estática: Análisis de las tenciones en un puente

1. RESUMEN

Se plantea como objetivo principal el poder demostrar la importancia que tienen las distintas fuerzas que gobiernan o rigen en nuestro universo, que están presentes en nuestro día a día en distintas edificaciones. Para llevar a cabo esta finalidad, se decidió en consenso llevar a cabo la realización de una maqueta a pequeña escala de un puente colgante (el puente colgante Golden Gate) donde podamos identificar las distintas fuerzas que se pueden encontrar ahí a través de la experimentación y el análisis. Para ello fue necesario como primer paso identificar las distintas fuerzas que se encontraban dentro de la estructura, y esto fue posible tras aplicar los conceptos que se vieron durante el presente ciclo. Posterior a esto, se propusieron distintos ejercicios donde se buscó hallar valores referenciales de las fuerzas para poder tener una idea de la magnitud de estas fuerzas. Aplicando los conceptos aprendidos en clase como por ejemplo las leyes de Newton, se pudo llegar a la resolución de estos ejercicios de manera satisfactoria.

Palabras Claves: puente colgante, fuerzas, leyes de Newton, análisis de cuerpos

Abstract:

The main objective is to be able to demonstrate the importance of the different forces that govern in our universe, which are present in our daily lives in different buildings or constructions. To carry out this purpose, it was decided by consensus to carry out the realization of a small-scale model of a suspension bridge (Golden Gate bridge’s) where we can identify the different forces that can be found there through experimentation and analysis. For this, it was necessary as a first step to identify the different forces that were found within the structure, and this was possible after applying the concepts that were seen in this cycle. After this, different exercises were proposed where it was sought to find reference values of the forces in order to have an idea of the magnitude of these forces. Applying the concepts learned in class such as Newton's laws, it was possible to reach the resolution of these exercises in a satisfactory manner.

Keywords: suspension bridge, forces, newton's laws, analysis of bodies

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad, ya conocemos como ha perjudicado la pandemia con respecto a las clases académicas, pero eso no fue un impedimento para los alumnos a seguir con sus sueños y metas. A causa de esta situación, unas de las formas que nos permite que fluya el aprendizaje en la ciencia es a través del uso de herramientas de la física como nosotros vamos a presentar, para nuestro proyecto elaboramos una maqueta de un puente colgante simulando a uno verdadero. El principio de la estática tubo un temprano desarrollo histórico, surgido de la necesidad de construir estructuras fijas a medida que se iban estableciendo las ciudades. Los antiguos egipcios dejaron sus monumentos como evidencia.

Nuestro trabajo tiene como finalidad, determinar experimental mente las fuerzas o fuerzas usuales de la mecánica que actúan sobre el puente y las leyes que se deben aplicar para resolver dichos problemas, las fuerzas que se muestran en un puente son: fuerza detracción, fuerza de compresión, fuerza gravitatoria y la fuerza cortante. Estas fuerzas nos ayudaran a comprender   como los cables de acero soporte el puente, con respecto a las columnas comprenderemos como está sometido a una comprensión por motivo de una carga, a la ves está sometido a la gravedad y por último veremos cómo las fuerzas actúan en los extremos y las fuerzas que se imprime en su parte central.

La elaboración de la maqueta es práctica de realizar por estudiante universitario de los primeros años dela carrera de ingeniería, guiados por sus excelentes y capacitado docente del curso de física demostrando que no es necesario actuar a un laboratorio físico para poner aprueba las teorías aprendidas en clases de estática.

1. MARCO TEÓRICO

Según el proyecto a presentar, actúan diferentes fuerzas. Para ello presentamos conceptos que se utilizara para el proyecto.

Fuerza de tracción

Fuerza de tracción la cual es la que intenta estirar un objeto por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto (por ejemplo, fuerzas que soportan los cables de acero en un puente colgante)

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                                                  Figura 1. Fuerza de tracción

Fuerza de compresión

La fuerza de compresión es la contraria a la de tracción, intenta comprimir un objeto en el sentido de la fuerza. Esto podemos ver en la columna la cual se apoya una carga, se halla sometida a una solicitación a la compresión.

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Figura 2. Fuerza de compresión

Fuerza gravitatoria

La gravitación es la fuerza de tracción mutua que experimentan los cuerpos por el hecho de tener una masa determinada. La existencia de dicha fuerza fue establecida por el matemático y físico ingles Isaac Newton en el siglo XVII

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Figura 3. Fuerza gravitatoria

Fuerza Cortante

La tensión cortante o tensión de corte es aquella que, fijado un plano, actúan tangente al mismo.[pic 6]

Figura 4. Fuerza Cortante

Fórmulas a utilizar:

Primera ley de Newton

Todos los cuerpos perseveran en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, salvo que se vean forzados a cambiar ese estado por fuerzas impresas sobre él.

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                          Figura 1. Fórmula e la primera ley de Newton.

Tercera ley de newton

La ley de la acción y la reacción, podemos verla en las fuerzas opuestas generadas entre los cables y los pilares de la estructura, pues al ejercer la fuerza uno sobre otro el puente es capaz de soportar peso

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