Maqueta DE Fisica- Proyecto PDF

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ CARRERA DE INGENIERÌA EN MECANICA AUTOMOTRIZ

CONSERVACION DE LA ENERGIA EN UNA MONTAÑA RUSA Trabajo de Investigación POR UNIV. Mendez Aliaga Alan German

DOCENTE: ING. TIÑINI QUISPE JUAN E. LA PAZ – BOLIVIA Julio, 2020

Índice General 1. Introducción:....................................................................................................................... 3 1.1 Objetivo ........................................................................................................................ 3 1.1.1. Objetivo general .................................................................................................... 3 1.1.2. Objetivo especifico................................................................................................ 3 1.2. Justificación de la investigación .................................................................................. 3 2. Marco teórico...................................................................................................................... 3 2.1 Marco Conceptual ......................................................................................................... 3 3. Marco técnico ..................................................................................................................... 6 3.1 Métodos y Materiales.................................................................................................... 6 3.1.1 Diseño y escala de la maqueta................................................................................ 6 3.1.2 Plano de maqueta ................................................................................................... 6 ......................................................................................................................................... 6 3.1.3 Materiales e insumos utilizados ............................................................................. 6 3.1.4 Análisis de costos....................................................................................................... 6 5. Marco de discusión ............................................................................................................. 7 6. Conclusiones y recomendaciones ....................................................................................... 7 6.1 Conclusiones ............................................................................................................. 7 6.2 Recomendaciones ...................................................................................................... 7 7. Bibliografía ......................................................................................................................... 8

1. Introducción: 1.1 Objetivo 1.1.1. Objetivo general El objetivo general es demostrar que temas y problemas de la física son aplicables en situaciones de la vida real en mi caso en una maqueta. 1.1.2. Objetivo especifico En mi caso el objetivo específico es lograr que la esfera consiga hacer todo el recorrido de su trayectoria.

1.2. Justificación de la investigación La cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. Es una de las leyes fundamentales de la física y su teoría se trata de que la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma; ello implica que la masa en ciertas condiciones se puede considerar como una forma de energía. Y en mi proyecto se aplica en la simulación de una parte de una montaña rusa.

2. Marco teórico 2.1 Marco Conceptual La ley de la conservación de la energía es considerada una de una de las leyes fundamentales de la física y constituye el primer principio de la termodinámica. Plantea que la energía total de un sistema aislado permanece constante o que la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma lo que implica que en ciertas condiciones la masa se puede considerar como una forma de energía. La ley de conservación de la energía afirma que no existe ni puede existir nada capaz de generar energía, no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.

La energía es la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para efectuar un trabajo. Todo sistema que pasa de un estado a otro produce fenómenos físicos o químicos que no son más que manifestaciones de alguna transformación de la energía, pues esta puede presentarse en diferentes formas: cinética, potencial, eléctrica, mecánica, química. Siempre que se produzca una cantidad de una clase de energía se deberá consumir una cantidad exactamente equivalente de otra clase o clases. Cuando un sistema se encuentra en un estado particular se caracteriza por un valor de su energía interna que es la sumatoria de la energía cinética y potencial de todas las partículas que componen el sistema. Al tomar la energía interna como un todo, no es necesario especificar los diferentes tipos de energía intrínsecos de las partículas componentes. Esto significa que cualesquiera que sean las interacciones del sistema con los alrededores, la energía que este cede o recibe de ellos se traduce exclusivamente en un aumento o disminución de su energía interna (U) lo cual simplifica extraordinariamente el estudio del sistema y sus interacciones. La energía interna (U) se mide en Joule (J). Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de calor (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) más el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores. (Anonimo, 2016) Las montañas rusas son unos objetos estupendos para estudiar física, especialmente las leyes de la mecánica. La conservación de la energía Inicialmente se arrastra el vagón, que carece de tracción propia, hasta la parte más elevada de la montaña rusa. Esta separación de la Tierra produce un aumento de la energía potencial gravitatoria del vagón. Al dejarlo en libertad, el vagón desciende aumentando progresivamente su velocidad. En términos energéticos su energía potencial gravitatoria se va transformando en energía cinética, la energía asociada al movimiento de los cuerpos, salvo una pequeña parte que se transforma en calor debido al rozamiento que ejercen el aire y las vías. En los tramos ascendentes, sucede lo contrario 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 tienen en cuenta al diseñar una montaña rusa es la fuerza que el vagón ejerce sobre los pasajeros. Esta fuerza no es constante sino que está relacionada con 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. En los tramo horizontales, sin tener en cuenta el rozamiento, la velocidad no cambia por tanto no hay aceleración. La fuerza neta que actúa sobre la persona es cero. La fuerza que hace el vagón hacia arriba sobre la persona es igual a la fuerza que hace la Tierra hacia abajo, el peso de la persona. En los tramos curvos horizontales, en los rectos no horizontales y en los curvos no horizontales hay aceleración ya que cambia respectivamente la dirección de la velocidad, la magnitud de la velocidad o ambas. La fuerza neta que actúa sobre el vagón es proporcional a la aceleración y se representa en la figura en varios puntos del recorrido.

Fuerza neta en distintos tramos de una montaña rusa (Divulgadores, 2015)

3. Marco técnico 3.1 Métodos y Materiales 3.1.1 Diseño y escala de la maqueta 3.1.2 Plano de maqueta

A

R: 0.25 mts

C

0.48 mts

B

3.1.3 Materiales e insumos utilizados

Materiales: 1. 2. 3. 4.

Cartulina dúplex Cinta adhesiva Silicona en barra Pintura

Herramientas: 1. Tijeras 2. Pinceles 3. Pistola de silicona

3.1.4 Análisis de costos Materiales

16 Bs.

Herramientas

34 Bs.

5. Marco de discusión

Al realizar y construir la maqueta pude ver que la física esta en todas partes y que se puede aplicar en situaciones de la vida real en mi caso en una montaña rusa en la que aplique los temas avanzados de la materia de Fisica 1.

6. Conclusiones y recomendaciones

6.1 Conclusiones

En conclusión este proyecto fue una buena manera de aplicar nuestros conocimientos sobre la física y en nuestra carrera que es la ingeniería en mecánica automotriz. 6.2 Recomendaciones

Que este tipo de proyectos se deben hacer más seguidos porque la práctica es una buena manera de aprender aplicando todo lo que aprendemos.

7. Bibliografía Anonimo. (2016). Libro de quimica-Curso premedico . Divulgadores. (23 de Marzo de 2015). Divulgadores.com . Obtenido de https://divulgadores.com/fisica-y-montanas-rusas/...