Gordillo

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Proyecto de Fisica(Pre-Espol)

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  1. 1. *
  2. 2. La primera contribución importante se debe a Aristóteles. Aristóteles define, el movimiento, lo dinámico móvil, como “La realización acto, de una capacidad o posibilidad de ser potencia, en tanto que se está actualizando”. El problema está en que Aristóteles invierte el estudio de la cinemática y dinámica, estudiando primero las causas del movimiento y después del movimiento de los cuerpos. Este error dificultó el avance en el conocimiento del fenómeno hasta, en primera instancia, San Alberto Magno, que fue quien advirtió este error, y, en última instancia hasta, Galileo Galilei e Isaac Newton. La comprensión de las leyes de dinámica clásica le ha permitido al hombre determinar el valor, dirección y sentido de la fuerza que hay que aplicar para que se produzca un determinado movimiento o cambio en el cuerpo. Por ejemplo, para hacer que un cohete se aleje de la Tierra, hay que aplicar una determinada fuerza para vencer la fuerza de gravedad que lo atrae; de la misma manera, para que un mecanismo transporte una determinada carga hay que aplicarle una fuerza adecuada en el lugar adecuado. INTRODUCCION
  3. 3. En este proyecto veremos aplicaciones de lo que es la masa, velocidad, aceleración centrípeta, fuerza, fuerza centrípeta, energía potencial, energía cinética, trabajo, fricción, equilibrio de fuerzas, Teorema Trabajo-Energía, Ley de la conservación de la energía y la 1° y 3° Ley de Newton aplicadas en un fenómeno que llamamos “rampa de autos” Además en este experimento compararemos lo que en la pista en dos situaciones diferentes. Realizaremos cálculos que nos permitan comprobar lo que planteamos. También obtendremos la altura mínima a la que debemos dejar caer el carrito de juguete para que dé la vuelta completa en la pista, así como también a una altura en donde el carrito no pueda dar su giro completamente. Finalmente analizaremos las teorías que propusimos antes de realizar el experimento, con los resultados que obtuvimos después de hacer el experimento.
  4. 4. Objetivo General Demostrar con una rampa hecha a base de materiales comunes, la conservación de la Energía mecánica y la Fuerza centrípeta en una trayectoria circular. Objetivo Específico Demostrar la altura necesaria que debe poseer la parte circular de la rampa para que el móvil pueda dar la vuelta con cierta velocidad mínima, calculada con sumatoria de fuerzas centrípetas y con la conservación de la Energía mecánica, verificando que su altura sea la correcta.
  5. 5. MARCO TEÓRICO Factores que influyeron en el desarrollo del experimento: Masa: Cantidad de materia contenida en un cuerpo. Velocidad: Es la distancia que recorre un móvil en determinado tiempo. La fórmula para calcular la velocidad es v=dt. Aceleración: Cambios de velocidad que se dan en un tiempo. Su fórmula es: . Aceleración centrípeta: Ac=V2R Fuerza: Es interacción entre dos cuerpos en el cual siempre hay un cambio (crea aceleración o cambio de dirección).
  6. 6. Fuerza Centrípeta: Cualquier movimiento sobre un camino curvo representa un movimiento acelerado, y por tanto requiere una fuerza dirigida hacia el centro de la curvatura del camino. Fuerza centrípeta significa: “fuerza buscando centro”. Cuando un cuerpo gira alrededor de un eje, este presenta dos fuerzas que se oponen, la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga. La fuerza centrípeta es la fuerza que mantiene dando vueltas alrededor, mientras que la fuerza centrífuga es la fuerza que empuja el cuerpo lejos del eje, perpendicular a la superficie de giro. Su fórmula es:Fc=mV2R , en donde m es la masa, y V2Res la aceleración centrípeta. Energía: Capacidad de un cuerpo o sistema para ejercer fuerzas sobre otros sistemas o entre sus propios subsistemas. Energía Cinética: Es la energía del movimiento. La energía cinética de un objeto es la energía que posee a consecuencia de su movimiento. Depende de la masa y la velocidad del cuerpo. Su fórmula es:Ec=12mv2
  7. 7. Fricción La fricción es una fuerza de contacto que actúa para oponerse al movimiento deslizante entre superficies. Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática).
  8. 8. Trabajo En mecánica clásica, se dice que una fuerza realiza trabajo cuando altera el estado de movimiento de un cuerpo. El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo de manera acelerada. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra (del inglés Work) y se expresa en unidades Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía,2 nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW. se entiende por trabajo a la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza. Esta puede ser aplicada a un punto imaginario o a un cuerpo para moverlo. Pero hay que tener en cuenta también, que la dirección de la fuerza puede o no coincidir con la dirección sobre la que se está moviendo el cuerpo. En caso de no coincidir, hay que tener en cuenta el ángulo que separa estas dos direcciones. T = F. d. Cosα Por lo tanto. El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia y por el coseno del ángulo que existe entre la dirección de la fuerza y la dirección que recorre el punto o el objeto que se mueve.
  9. 9. Fuerza centrípeta La fuerza centrípeta que actúa sobre un objeto que se mueve en una trayectoria circular hacia el punto central. Esta fuerza se contrapone a la fuerza centrífuga, que jala un objeto en movimiento hacia fuera de un punto central circular. Usando un auto a control remoto a escala, corre el auto a una velocidad suficientemente elevada para que derrape mientras gira. Aquí la fuerza centrípeta es la resistencia de la fricción entre las llantas y la superficie del camino. Cuando la velocidad del auto a escala se vuelve suficientemente elevada para que la fuerza centrípeta ya no pueda empujarlo a esa velocidad, derrapa. Esta fuerza hace que el cuerpo siga una trayectoria circular. Cuando un objeto se mueve a través de una curva, este se acelera ya que la velocidad cambia continuamente su dirección. El término centrípeta proviene del "latin centrum", que significa centro y "petere", que significa dirigirse hacia. En otras palabras significa dirigirse hacia el centro. Esta fuerza puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton. La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica
  10. 10. Metodología Para cumplir los objetivos específicos, utilizamos materiales caseros como: cartón, madera, cinta de papel, regla, tijeras, alambre para formar la parte circular de nuestra rampa. Con el cual se va a dejar caer el móvil desde cierta altura h, para que este adquiera la velocidad necesaria para que el móvil logre dar la vuelta a la trayectoria circular. Análisis de datos Altura de dónde es lanzada H =? Altura de la parte circular “h = 0,22m” V (Velocidad en el punto más bajo) V (Velocidad mínima) Cuando se quiere calcular la Velocidad mínima necesaria para que el objeto dé la vuelta, no se considera la Fuerza Normal.
  11. 11. RECOMENDACIONES Es sugerible, aumentarle el 9.67% de altura a su base mayor. Ya que estamos considerando que no existen (Fuerzas no conservativas) como la fricción, lo cual es falso. Porque no existe superficie ideal, es decir sin fricción. CONCLUSIÓN Con nuestro proyecto demostramos la altura que debe tener la base mayor de la cual es lanzada y a la velocidad que debe ir, para que logre realizar la trayectoria circular del risco. BIBLIOGRAFIA Pople, Stephen, “Energía potencial gravitacional y energía cinética”, en Física Razonada, Ed. Trillas, México 1997, págs. 98-99 Wilson D., Jerry, “Trabajo y Energía”, en Física, 5° ed., Ed. Wilson, México 2003, pág. 920 Energia, potencia y trabajo en http://fisicaept.blogspot.com/p/aprendo- experimentando.html, 22:00 p.m Trabajo y energía en http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/trabajoyenergia/aulatrabajoyen ergia.pdf , 22:09 p.m
  12. 12. ANEXOS

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