Este documento describe un proyecto de ingeniería automotriz aplicado a la materia de física. El proyecto consiste en diseñar y construir un prototipo que demuestre la primera ley de Newton. Se detallan los materiales, métodos y procedimientos de construcción del prototipo, así como los cálculos y experimentos realizados para validar que el prototipo cumple con la primera ley de Newton.

1. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
PROYECTO DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ APLICADO
A LA MATERIA DE FÍSICA

2. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
CÁTEDRA DE FÍSICA I
NRC: 8104
PERÍODO 202151
OCTUBRE 2021 – FEBRERO 2022

3. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
ESTUDIANTE:
SALINAS ALVAREZ MARCUS BENJAMÍN

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CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
PROYECTO:
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO QUE DEMUESTRE LA 1MERA LEY DE NEWTON.

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“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO QUE DEMUESTRE LA PRIMERA LEY
DE NEWTON”
• I. INTRODUCCIÓN
• II. HERRAMIENTAS & MÉTODOS
• III. PROCEDIMIENTOS DE USO
• IV. FUNCIONAMIENTO Y OBTENCIÓN DE DATOS
• V. DISCUSIÓN & RESULTADOS

6. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO QUE DEMUESTRE LA PRIMERA LEY DE
NEWTON”.
• I. INTRODUCCIÓN
2. Primera Ley de Newton
La primera ley de Newton es general y puede aplicarse a cualquier cosa: desde un objeto que se desliza sobre
una mesa hasta un satélite en órbita o la sangre que bombea el corazón La idea de las leyes universales o de
aplicación general es importante: es una característica básica de todas las leyes de la física. Identificar estas
leyes es como reconocer patrones en la naturaleza a partir de los cuales se pueden descubrir otros patrones.
2. Gravitación e inercia
La gravitación es la atracción de una masa hacia otra, como la atracción entre usted y la Tierra que mantiene sus
pies en el suelo. La magnitud de esta atracción es su peso, y es una fuerza.
La primera ley de Newton suele llamarse ley de la inercia. Como sabemos por experiencia, algunos objetos tienen
más inercia que otros. En otras palabras, la inercia de un objeto se mide por su masa.

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2. La primera ley de Newton y el equilibrio
La primera ley de Newton nos habla del equilibrio de un sistema, que es el estado en el que las fuerzas sobre el
sistema están balanceadas.
Grafica N°1. Vista aérea de dos patinadores sobre hielo que empujan a un
tercer patinador. Las fuerzas son vectores y se suman como otros vectores
2. Torque o Momento de una fuerza
Cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo rígido, dicho cuerpo tiende a realizar un movimiento de
rotación en torno a algún eje. Ahora bien, la propiedad de la fuerza aplicada para hacer girar al cuerpo se mide con una
magnitud física que llamamos torque o momento de la fuerza. Entonces, se llama torque o momento de una fuerza a la
capacidad de dicha fuerza para producir un giro o rotación alrededor de un punto.

8. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
Una aplicación práctica del momento de una fuerza es la llave mecánica (ya sea inglesa o francesa) que se utiliza
para apretar tuercas y elementos similares. Cuanto más largo sea el mango (brazo) de la llave, más fácil es apretar o
aflojar las tuercas.
Grafica N°3. Ejemplo de torque y la fuerza que están unidos directamente.
Entonces, el torque 𝝉 será proporcional a:
-la magnitud de la fuerza 𝑭
-la distancia 𝒅 entre el punto de aplicación de la fuerza y el punto de giro
-el ángulo 𝜽 de aplicación de la fuerza

9. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PUENTE DE TALLARINES”
• II. HERRAMIENTAS Y MÉTODOS
• Diseño
• Procedimiento de armado
Diseño.-

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Procedimiento de Armado.-
1.-
Con un flexómetro y una sierra se procede a medir y a cortar dos pedazos de
madera de 23 cm de longitud para nuestra base,148 cm para el eje o la pared,
y 120 cm de longitud del otro eje que va a sostener los pesos con las cuerdas.

11. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
2.-
Una vez cortada las dos partes, se colocó en forma de cruz las dos partes
de madera y con ayuda de clavos y martillo se procedió a martillar en el
centro para formar una base de equilibrio.
3.-
Una vez tenido la parte de la base de equilibrio con las dos maderas se
procedió a medir con una regla de 90 cm la longitud que se tiene entre el eje y
el soporte de las masas donde se suspenderán las cuerdas se midió una
separación de 50 cm.

12. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
4.-
Una vez medido y cortado, con ayuda de más clavos y un martillo, se martillo la
unión del eje con la base para que este pueda quedar en equilibrio.
5.-
Una vez puesta la base ya con el eje equilibrado, se procedió con los
clavos y el martillo a unir el eje que suspenderá las masas con las
cuerdas y finalmente pintamos la estrcutura.

13. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
6.-
Como penúltimo paso, con unos machuelos procedimos a ajustarlos a una
altura aproximadamente de 84 cm y el otro machuelo a una altura de 140 cm
de altura
7.-
Como último paso, con la cuerda se estiró y se templo de un extremo
a otro de los ejes para que haya la presencia de tensiones y
finalmente se le añadió resortes en cada uno de los machuelos.

14. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
Ilustración 1 DISEÑO FINA

15. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
FÍSICA I
III. PROCEDIMIENTOS DE USO
Con ayuda de una balanza electrónica se
procede a pesar cuanto pesa la masa
que se va a suspender en nuestras
cuerdas dentro del sistema
1.- 2.-
Una vez puesto nuestra masa en la
balanza hemos determinado un
peso por consiguiente se pesa otro
cuerpo que también será
suspendido y así sucesivamente
iremos pesando 8 cuerpos mas .
3.-
Una vez establecido los
pesos, de 710 gr y los 429
gr se tienen los datos
principales para el calculo de
errores.

16. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
IV. FUNCIONAMIENTO Y OBTENCIÓN DE DATOS
• Cálculos
Tablas de datos
Ensayo 1: Medición de variables para el cálculo de Errores
Tabla N°3 Medidas de los cuerpos de prueba
Nº de
Masa
Kilogramos Unidad Longitud
Final del
resorte
Longitud
inicial del
resorte
Unidad
Masa 1 0,711 Kg 0,098 0,04 M
Masa 2 0,845 Kg 0,109 0,04 M
Masa 3 0,985 Kg 0,12 0,04 M
Masa 4 0,715 Kg 0,098 0,04 M
Masa 5 0,739 Kg 0,1 0,04 M
Masa 6 0,982 Kg 0,12 0,04 M
Masa 7 1,563 Kg 0,167 0,04 M
Masa 8 1,854 Kg 0,191 0,04 M
Masa 9 0,777 Kg 0,103 0,04 M
Masa 10 0,896 Kg 0,113 0,04 M
1. Cálculo del error absoluto:
1. Calcular la media aritmética
𝑥 =
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝑛
𝑛
𝑛
𝑖=1
Tabla N° 4 Cálculo del promedio
Constante Promedio 𝑥
120,56
1205,568/10

17. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
1. Calcular el error absoluto
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖 = 𝑥 − 𝑥𝑖
Tabla N° 5 Cálculo del error absoluto
Constantes
K
𝑥 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖
120,220 120,56 0,336
120,100 120,56 0,457
120,749 120,56 0,192
120,897 120,56 0,340
120,790 120,56 0,233
120,381 120,56 0,176
120,696 120,56 0,139
120,412 120,56 0,145
120,953 120,56 0,396
120,371 120,56 0,186
1. Calcular error absoluto medio.
𝐸𝑎𝑏𝑠 =
𝐸𝑎𝑏𝑠1 + 𝐸𝑎𝑏𝑠2+ 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑛
𝑛
𝑛
𝑖=1
Tabla N° 6 Promedio del Error Absoluto
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖 (Constante) 𝐸𝑎𝑏𝑠
2,559/10 0,260
1. Calcular el error relativo
Tabla N° 7 Cálculo Error Relativo
Constante
𝐸𝑟 =
𝐸𝑎𝑏𝑠
𝑥
𝐸𝑟 =
0,260
120,56
𝐸𝑟 =
3
2,1566 10


18. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
1. Calcular el error porcentual
Tabla N° 8 Cálculo Error Porcentual
Constante
𝑬% = 𝑬𝒓 ∗ 𝟏𝟎𝟎%
𝐸% =
3
2,1566 10
 *100
𝐸% =0,216%
2. Calculo del rango de valores
Tabla N° 9 Cálculo Rango de Valores
Constantes
(𝒙 ± 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝒙 − 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = (120,56 − 0,260)
𝑉𝑚𝑖𝑛 =120,30
𝑉𝑚á𝑥 = (𝑥 + 𝐸𝑎𝑏𝑠))
𝑉𝑚á𝑥 = (120,56 + 0,260)
𝑉𝑚á𝑥 =120,82
Tabla N° 10: Validez de datos
Constantes Valor mínimo Valor máximo
Valores
aceptables
120,22 120,30 120,82 Aceptado
120,10 120,30 120,82 Aceptado
120,74 120,30 120,82 Aceptado
120,89 120,30 120,82 Rechazado
120,79 120,30 120,82 Aceptado
120,38 120,30 120,82 Aceptado
120,69 120,30 120,82 Aceptado
120,41 120,30 120,82 Aceptado
120,95 120,30 120,82 Rechazado
120,37 120,30 120,82 Aceptado

19. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
3. Calculo de las reacciones del sistema, Torque y Tensiones en el sistema.
Grafica N° 11: Representación Gráfica del sistema
5
K g
10
Kg
64
cm
43
cm
47
cm
3,5 cm
3,5 cm
D.C.L
1 2
0
0 .1
Fx
Ax F F Ecu

   

0
98 49 0
147 .2
y
y
Fy
A m
A m Ecu

   
  


20. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
Geometria
1,10 0,505
0,17
0,17
1,18 0,505
0,40
Z
Z
Z



2 2
(1,07) (0,503) 1,18
 
1,07
0,50
5
0,17
Z
1 2
2
1
2
2
2
0
0,43 0,2525 0,23(9,807) 0,505(49) 1,07 0
0,43 0,2525 1,07 27 .3
0
0,17 0,43 0,06(9,807) 0,0825( ) 0,335(49) 0,64 0
0,17 0,43 0,64 0,0825 22,30 .4
A
A
A
F
A y x
A y x
F
M
M F m F
M F m F Ecu
M
M A A m F
M A A F m Ecu
M

      
      

       
       


1
1
1 2
1 2
0
0,275(9,807) 0,2525 0,64 1,07 0,505 0
0,2525 0,64 1,07 0,505 26,95 .5
0
0,525 5,2525 0,105 0,0225(9,807) 0,205(49) 0,595 0
0,535 0,2525 0,105 0,535
x y A
A x y
m
A X y
A x y
m F A A M
M m F A A Ecu
M
M A A F F
M A A F F

      
      

       
     


14,58 .6
Ecu
 
+
+
+
+

21. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
1,18 0,505
0,53
0,53
0,505 1,18
0,23
X
X
X



1,18
0,53
X
1 1 1
1 2
1
2
1
1 2
0 (1)
147 (2)
0,43 0,2525 1,07 27 (3)
0,43 0,17 0,0825 0,64 22,30 (4)
1,07 0,505 0,64 0,2525 26,95 (5)
0,535 0,2525 0,105 0,535 14,58 (6)
x
y
A
A x y
A x y
A x y
A
F T E
A F F
A m
M F m
M A A m F
M A A F m
M A A F F
M
 
   
  
      
       
      
       
1
2
183,99
69,17
16,19
45,68
3,11
30,88
N m
Ax N
Ay N
F N
m kg
F
 






22. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
Sistema de Ecuaciones de las tensiones, Constante y Torques
2
1
4
1
4
1
4
2
1 2
1 2
2
2
4
2
1
2
1
2
15,68 0,5 (0,035)
45,68 6,16 10
6,13 10 45,68 (1)
6,13 10 30,98 (2)
69,17 (3)
30,88 0,5 (0,035)
30,88 6,16 10
42,87
26,3
27,23
45,87
11,35
x
T K
T K
K T
K T
T T
T T A
T K
T K
T N
T N
K
M N m
M N m






 
  
   
   
  
 
 
  



 
 

23. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
V. DISCUSIÓN & RESULTADOS
• Resultados obtenidos
• Conclusiones y recomendaciones
Resultados Obtenidos.-
representación Gráfica del sistema
Parametros
Físicos
Simbolo Dimension Valor Unidad
Masa del eje M M 3,11 Kg
Reacción en x Ax 69,17 N
Reacción en y Ay 69,19 N
Tensión 1 T1 42,87 N
Tensión 2 T2 26,3 N
Constante E K 27,23 N/m
Torque 1 1
M 45,87 N m

Torque 2 2
M 11,32 N m


24. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
CONCLUSIONES & RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES:
Para concluir con este laboratorio, se tuvo en cuenta todos los conceptos de errores y teoría de la primera ley de newton
demostrando así con un sistema de equilibrio de fuerzas con un eje rígido dando los cálculos respectivos, no obstante hemos
generado al inicio del calculo de los errores poniendo en practica cada uno de ellos, ya que mediante las fórmulas matemáticas
y la formación de ecuaciones mediante el concepto y análicis de la primera ley de newton hemos concluido que en un sistema
rígido hay aplicaciones de fuerzas internas que genera la gravedad justo cumpliendo con la ley de la inercia que estableció isas
newton diciendo que un cuerpo que no esta en movimiento ejerce una fuerza por si mismo sobre la superficie de la tierra
RECOMENDACIONES:
• Analizar siempre las mediciones del instrumento de medición para la correcta obtención de datos en función del tiempo, lo
más preciso posible.Estudiar en base a las definiciones de los conceptos teóricos de la primera ley de newton, siempre es
importante aplicarlos con los datos reales para que nuestra investigación científica sea lo más aplicable a la vida cotidiana.

25. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
DOCENTE DE LA CÁTEDRA DE FÍSICA I
ING. DIEGO ORLANDO PROAÑO MOLINA DIRECTOR DE LA FALCULTA DE FÍSICA Y
LABORATORIO