Fisica etapa 1 LA MONTAÑA RUSA DE NEWTON PDF

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TRABAJO 5 BIMESTRE LA MONTAÑA RUSA DE NEWTON Al momento de referirse a la montaña rusa, la mayoría
cree que tuvo sus orígenes en Estados Unidos, pero esta
equivocados. Este nombre le fue dado gracias a las
divertidas actividades realizada durante los fríos inviernos
de Rusia...

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La montaña rusa de Newton Madelyne G. Chancay Tecnológico Universitario Argos FIS220_01: Física Ing. Gonzalo Emanuel Mite Brito 4 de febrero del 2022

INTRODUCCIÓN Al momento de referirse a la montaña rusa, la mayoría cree que tuvo sus orígenes en Estados Unidos, pero esta equivocados. Este nombre le fue dado gracias a las divertidas actividades realizada durante los fríos inviernos de Rusia, donde las personas hacían grandes toboganes de madera, por el cual se deslizaban con trineos por la nieve. Fue en la ciudad de San Petersburgo, donde los habitantes tuvieron la idea de juntar varios trineos para deslizarse en conjunto sobre una pista de hielo con subidas, bajadas y curvas. Este nuevo juego fue tan exitoso, hasta el punto de que Catalina II la Grande, emperatriz de Rusia, mandó a construir varias en su jardín. Para mediados del siglo XIX, las montañas de hielo rusas eran realmente populares en patios y casas de clase alta. Los soldados franceses que visitaban la ciudad durante las guerras de la Coalición llevaron la idea a su país. De ahí comenzaron a hacerse conocidas en Francia, donde agregaron los carros de tren a vías en desuso, y fueron los franceses quienes llamaron a este invento: “La montaña rusa” ("Les Montagnes Russes"), y allí tuvieron la idea de agregarle ruedas para mejorarla. Luego empezaron a usar vagones con rieles en desuso para probar esta nueva atracción. Finalmente, llegaron a Estados Unidos, donde se las llama roller coasters, y son una popular atracción diseñada para ferias, parques de atracciones y parques temáticos. El 22 de noviembre del 2018 se inauguró en la explanada de la noria La Perla, ubicada en el malecón 2000, la montaña rusa Guayakill Ride del Safari Xtreme, un espacio de juegos extremos que se estrenó en julio 2018, por las fiestas patronales de Guayaquil. Esta montaña rusa que tiene una altura de 8,96 metros y cinco módulos con aspecto de autos de carrera con capacidad para 20 personas. El costo para acceder $ 2,50 utilizando la Safari Card, una tarjeta recargable similar a la del sistema Metrovía. En el 2010 se realizó el diseño de la Euthanasia Coaster, traducido al español significa "la montaña rusa para la eutanasia". Una maquina mata provocando un paro cardíaco que sufre el corazón humano tras dar unos cuantos giros violentos. Esta montaña rusa se basa en una “estética gravitacional” y enseña los "límites del cuerpo humano”. El recorrido dura tres minutos y diez segundos, en los que al final del trayecto el cuerpo habrá dejado de funcionar. La atracción empieza con una subida de 510 m generando la suficiente energía cinética para impulsarse a través de las diez secuencias de bucles. Tras la subida, el vagón realiza la bajada en 10 segundos y tiene la potencia suficiente para realizar estos diez giros por inercia, el efecto de la velocidad que alcanza el dispositivo, 360km/h, causa que la sangre se vea presionada hacia las extremidades inferiores con una fuerza de 10 g y, como resultado, el cerebro se queda sin riego. De esta forma, el tripulante del juego muere de una forma eufórica para terminar en un sueño dulce al final del paseo. La velocidad y la altura son elementos fundamentales para el resultado final: el fallecimiento. La velocidad arrastra la sangre hacia las extremidades y deja al corazón y cerebro sin sangre. La altura, por su parte, priva al cerebro de oxígeno y la combinación de los dos elementos culmina con la muerte.

El objetico de este trabajo es comprender la física atraves de las leyes de Newton, para esto utilizaremos la montaña rusa. Buscaremos la relación entre la ciencia y la vida cotidiana. DESARROLLO

Dinámica

Fuerza

LA VARIABLES FISICAS QUE INTERVIENEN

es la parte de la mecánica que estudia la relación entre el movimiento y las causas que lo producen (las fuerzas). es una de las interacciones fundamentales de la naturaleza, que hace que cuerpos dotados de masa se atraen entre sí con mayor intensidad en la medida en que sean más voluminosos o estén más cerca unos de otros

Conservación de la energía

la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.

Aceleración

La aceleración es el nombre que le damos a cualquier proceso en donde la velocidad cambia.

fricción del movimiento

"La fricción es una fuerza tangencial sobre una superficie que se opone al deslizamiento de un objeto a través de una superficie adyacente con la que está en contacto. La fuerza de fricción es paralela a la superficie y opuesta, en sentido, a su movimiento.

Al momento de revisar las leyes de la mecánica, la montaña rusa es uno de los mejores ejemplos. La conservación de la energía Se lleva al vagón inicial, que carece de tracción propia, hasta la parte más alta de la montaña rusa. Al estar alejada de la fuerza gravitacional de la Tierra produce un aumento de la energía potencial gravitatoria del vagón. Al dejarlo en caer, el vagón desciende aumentando progresivamente su velocidad. En términos energéticos su energía potencial gravitatoria se va transformando en energía cinética, excepto una pequeña parte que se

transforma en calor debido al rozamiento que ejercen el aire y las vías. En los tramos de subida, la velocidad disminuye a medida que el vagón gana altura aumentando por tanto la energía potencial gravitatoria a costa de la energía cinética. Una pequeña parte de esa energía cinética de nuevo se transforma en calor debido al rozamiento. Velocidad, aceleración y fuerza Uno de los aspectos que se debe tomar en cuenta al momento de diseñar una montaña rusa es la fuerza que el vagón ejerce sobre los pasajeros. Esta fuerza no es constante, quiere decir que va cambiando cómo va cambiando la velocidad del vagón, y por tanto de los pasajeros, a lo largo del recorrido. Es el aumento o disminución de esta fuerza, en relación con la que se experimenta en reposo o con velocidad constante, lo que hace que montarse en una montaña rusa sea atractivo para mucha gente. Este cambio de velocidad con el tiempo, que puede ser en su magnitud o en su dirección, es lo que se llama aceleración. Fuerza neta y cambio de la magnitud de la velocidad Esta fuerza neta se puede descomponer en dos, una perpendicular a la curva y otra tangente, de tal forma que sumadas equivalen a la primera. La fuerza perpendicular a la curva se denomina fuerza centrípeta y es directamente proporcional a la masa del objeto en movimiento y al cuadrado de la magnitud de la velocidad e inversamente proporcional al radio de curvatura.

Normalmente la fuerza centrípeta la hace en parte el raíl por el que circula el carro y en parte la Tierra. ¿Cuál es la mínima velocidad a la que se puede entrar en un bucle vertical circular para describirlo completamente? Cuando se llega con esta velocidad mínima, la fuerza centrípeta en la parte superior del bucle también será mínima. Para que esto suceda el raíl en la parte superior no debe hacer fuerza sobre el vagón y la fuerza centrípeta en la parte superior la hará exclusivamente la Tierra: será el peso del vagón, mg. De este hecho se puede deducir la velocidad del vagón en este punto:

Haciendo uso de la conservación de la energía se deduce la velocidad en el punto de entrada al bucle. La energía cinética a la entrada se convierte en parte en energía potencial gravitatoria al llegar al punto más alto.

teniendo en cuenta que

y que

despejamos Si esta es la velocidad de entrada, la fuerza centrípeta en la entrada será:

Como la Tierra para este punto llego a una fuerza hacia abajo, mg, para que la fuerza centrípeta sea 5mg el raíl tiene que hacer una fuerza de 6mg sobre el vagón. La alucinación que esto produciría en un viajero es la misma que si su peso se multiplicase por 6. Sucedería además en un breve espacio de tiempo, en la entrada en el bucle.

Elaborar 4 diagramas de cuerpo libre, movimiento de la montaña rusa.

En una montaña rusa de 20 m de altura. El vagón inicia desciende de la cumbre sin velocidad, y cae por efecto de la gravedad hasta alcanzar la curva con circunferencia de radio R=10 m, para posteriormente iniciar el ascenso a la cumbre siguiente. Cada vagón tiene un peso de 200 Kg y transporta cuatro personas, estimándose un peso medio de 75 Kg por persona. cada vagón se sustenta sobre cuatro ruedas iguales que ruedan sobre dos raíles de perfil rectangular de 5 cm. En la figura se muestra el detalle del contacto rueda-carril, representándose también la pestaña que impide que el vagón se salga de la vía en dirección transversal, pero que no influye en el problema normal de contacto.

Bibliografía https://www.holidayworldmaspalomas.com/blog/que-es-una-montana-rusa/ https://www.eluniverso.com/guayaquil/2018/11/22/nota/7064040/montana-rusa-es-nuevoatractivoguayaquil/#:~:text=Guayakill%20Ride%20es%20el%20nombre,a%20la%20del%20sistema %20Metrovía. https://cronicaglobal.elespanol.com/cronica-directo/curiosidades/montana-rusaeutanasia_71412_102.html https://divulgadores.com/fisica-y-montanas-rusas/ https://lacienciaencasa3.wordpress.com/2014/12/07/las-leyes-de-newton-y-las-montanasrusas/ https://lim.ii.udc.es/docencia/iin-tecmaq/tema6.pdf...