Dinamica Aplicada A La Ingenieria

Dedicatoria

En primer lugar, a Dios por habernos permitido llegar hasta este punto y habernos dado salud, ser el manantial de vida y darnos lo necesario para seguir adelante día a día para lograr nuestros objetivos, además de su infinita bondad y amor.

A nuestra profesora: Ing. Krissia Valdivieso Castillo, por su gran apoyo y motivación, Por su tiempo compartido y por impulsar el desarrollo de nuestra formación profesional.

A nuestros padres: por ser el pilar fundamental en todo lo que somos, en toda nuestra educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo.

Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos.

Presentación

La comprensión de conceptos de física se hace primordial en campos aplicados a esta Ciencia, la ingeniera es un campo de vital importancia para el desarrollo de la sociedad y la evolución de la misma, su importancia radica en la aportación que este pueda generar industrial y tecnológicamente.

Existen muchas aplicaciones de la dinamica en la ingenieria empezando por la dinamica (cinematica), tiene aplicacion en el trazado de carreteras (radio de curvas dependiendo de la velocidad de proyecto, distancias de frenado, etc).

En el calculo dinamico de estructuras, como por ejemplo los puentes de Ferrocarril y carreteras cuando entra un tren de cargas.

Con relacion a lo anterior, puede considerarse en el calculo sismico, como un analisis dinamico de estructuras (edificios, chimeneas, etc).

Tambien existe calculos dinamicos en estructuras afectadas de fenomenos pulsatorios, como oleaje (en diques) y viento (en puentes).

Siendo flexibles, quiza pudiera entenderse como "dinamica" los fenomenos hidraulicos y de fluidos (como el golpe de ariete o el resalto hidraulico).

Y asi como estos ejemplos existen muchas mas aplicaciones de la dinamica en el mundo de la ingenieria, el objetivo de este trabajo es resaltar y analizar las aplicaciones de la dinamica en la ingenieria.

Índice

Introducción:………………………………………( 5 )

Marco teórico:…………………………………….( 6-39 )

Concluciones:……………………………………..( 40 )

Bibliografía:………………………………………...( 41 )

Anexos:…………………………………………….( 42-43 )

Introducción

La dinámica es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.

El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero también en la termodinámica y electrodinámica.

En otros ámbitos científicos, como la economía o la biología, también es común hablar de dinámica en un sentido similar al de la física, para referirse a las características de la evolución a lo largo del tiempo del estado de un determinado sistema.

La dinámica es una materia muy importante en la ingeniería civil ya que la aplicamos o la empleamos en casi todas las construcciones que hagamos y pues más que nada es todo lo que se mueve. Como por ejemplo: Hidráulica, turbinas, motores, maquinaria pesada, grúas, etc. En análisis de vigas por métodos dinámicos y de energía. En análisis de sismos y su efecto en estructuras.

La dinamica es una de las herramientas que utilizan los ingenieros y que deben tener presente antes y durante de diseñar y construir algo

Los ingenieros modernos cuentan con una poderosa técnica: desarrollan ecuaciones matemáticas basadas en las características físicas de los objetos que diseñan. Con estos modelos matemáticos, predicen el comportamiento de sus diseños, los modifican y los prueban antes de construirlos.

Los ingenieros son responsables de diseñar, construir y probar los objetos que usamos, desde sillas y afiladores de lápices hasta presas, automóviles y aeronaves. Deben tener un profundo conocimiento de la física que sustenta tales sistemas y deben poder usar modelos matemáticos para predecir el comportamiento de estos sistemas. Los estudiantes de ingeniería aprenden a analizar y predecir el comportamiento de los sistemas físicos mediante el estudio de la mecánica.

En su nivel más elemental, la mecánica es el estudio de las fuerzas y sus efectos. La mecánica elemental se divide en estática, que es el estudio de los objetos en equilibrio, y dinámica, que estudia los objetos en movimiento. Los resultados obtenidos en la mecánica elemental se aplican directamente a muchos campos de la ingeniería. Los ingenieros civiles y mecánicos que diseñan estructuras usan ecuaciones de equilibrio obtenidas por medio de la estática. Los ingenieros civiles que analizan las respuestas de edificios frente a sismo s y los ingenieros aeroespaciales que determinan las trayectorias de satélites, usan las ecuaciones de movimiento contenidas en la dinámica.

La mecánica fue la primera ciencia analítica; por ello los conceptos fundamentales, los métodos analíticos y las analogías de la mecánica se encuentran virtualmente en todas las ramas de la ingeniería.

Marco Teórico

Aplicaciones de la dinámica.

Empezando por la dinámica pura (cinemática), tiene aplicación en el trazado de carreteras (radio de curvas dependiendo de la velocidad de proyecto, distancias de frenado, etc).

En el calculo dinámico de estructuras, como por ejemplo los puentes de FFCC y carreteras cuando entra un tren de cargas.

Con relación a lo anterior, puede considerarse en el calculo sísmico, como un análisis dinámico de estructuras (edificios, chimeneas, etc).

Tambien existe calculos dinamicos en estructuras afectadas de fenomenos pulsatorios, como oleaje (en diques) y viento (en puentes)

Siendo flexibles, quizá pudiera entenderse como "dinamica" los fenómenos hidráulicos y de fluidos (como el golpe de ariete o el resalto hidráulico)

Dinamica aplicada a la Ingenieria:

Dinamica en sistema de poleas y cuerdas:

Una polea es una máquina simple, diseñada para aumentar la fuerza de elevación con una rueda de seguimiento y un cable, cuerda o cadena. Estos dispositivos útiles se aplican a menudo a la maquinaria moderna, con numerosos ejemplos de poleas que se encuentran en tu comunidad. Busca algunos sistemas comunes basados en poleas la próxima vez que vayas de compras, de paseo o a visitar una escuela local o teatro.

Importancia del uso de las poleas:

La importancia de las poleas se encuentra sobre todo en la construcción de máquinas como las grúas y su aplicación en las obras de ingeniería civil.

Una polea es un dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda o roldana montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. Tanto la polea como la rueda y el eje pueden considerarse máquinas simples que constituyen casos especiales de la palanca. Las poleas pueden ser fijas o móviles y también es posible combinar sistemas de poleas fijas con poleas móviles para obtener el polipasto o polea compuesta.

La primera aplicación de las poleas se tiene registrada en los trabajos de Arquímedes realizados en un muelle donde pudo levantar sin gran esfuerzo un barco cargado con tripulación y víveres.

Actualmente la polea simple es la más empleada para levantar grandes pesos.

TIPOS DE POLEAS:

Según su uso podemos distinguir dos tipos fundamentales de poleas:

Poleas de cable o cuerda (cambian la dirección de la fuerza)

La polea de cable puede emplearse bajo la forma de polea fija, polea móvil o

polipasto. Su utilidad se centra en la elevación de cargas (garruchas, grúas,

ascensores...), o movimiento de diversos mecanismos (cierre de cortinas, movimiento

de puertas automáticas, etc.)

Poleas de correa (transmiten movimiento entre ejes)

La polea de correa trabaja necesariamente como polea fija y, al menos, se une a otra por medio de una correa, que no es otra cosa que un anillo flexible cerrado que abraza ambas poleas. Este tipo de poleas tiene que evitar el deslizamiento de la correa sobre ellas (evitar que patine), pues la transmisión de potencia que

proporcionan depende directamente de ello (que exista roce o fricción entre polea y correa para que arrastre a la polea conducida) Esto obliga a que la forma de la garganta se adapte necesariamente a la de la sección de la correa empleada.

Los

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