FISICA_8214

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE- EXTENSIÓN LATACUNGA
CARRERA DE INGENIERÍA PETROQUÍMICA
ALUMNA: FERNANDA MOPOSITA
FISICA - 8214
TEMA: DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PUENTE DE TALLARÍN

2. Objetivo General:
• Diseñar y construir un puente de tallarines para que soporte una carga mínima de 250N.
Objetivos Específicos:
• Aplicar conocimientos básicos de la dinámica y Cinemática para resolver problemas de Ingeniería y
Tecnología.
• Llegar a una carga aproximada de 25 litros de agua.
• Justificar sus proyectos en forma escrita con un informe de diseño y construcción de
un puente de tallarines.

3. Material Características Cantidad
a
Tallarines Marca Don Victorio de 400g 1
b
Pega de tubo Pegamento 1
c
Lija finos acabados 1
d
Lápiz Para ir poniendo hasta donde cortaremos los fideos 1
e
Regla De plástico 1
h
Diagrama diagrama para realizar el puente 1
g
Balanza Material para medir el peso del puente 1

5. B.1.1 ESTRUCTURA
Una estructura puede concebirse como un conjunto de partes o componentes que se combinan en forma ordenada
para cumplir una función dada, es decir, soportar la acción de una serie de fuerzas aplicadas sobre ellas.
La estructura debe cumplir la función a que está destinada con un grado de seguridad razonable y de manera que
tenga un comportamiento adecuado en las condiciones normales de servicio. Además, deben satisfacer otros
requisitos, tales como mantener el costo dentro de limites económicos y satisfacer determinadas exigencias estéticas.

6. CLASIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS
Existen distintos tipos de elementos que componen una estructura, así como la clasificación de las estructuras de
acuerdo con su forma y función.
B.1.3 ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Algunos de los elementos más comunes de los cuales están compuestas las estructuras son los siguientes:
Tensores: Los elementos estructurales sometidos a una fuerza de tensión suelen denominarse tensores o
puntales. Debido a la naturaleza de la carga descrita estos elementos tienden a ser delgados y suelen elegirse a
partir de varillas, barras, ángulos o canales.

7. Vigas: Las vigas son elementos rectos horizontales que se usan principalmente para soportar cargar verticales.
Con frecuencia se clasifican según la forma en que están apoyadas. Las vigas se diseñan principalmente para
resistir momentos de flexión, sin embargo, si una viga es corta y soporta grandes cargas la fuerza constante
interna que puede llegar a ser bastante grande y regir el diseño de la viga.
Columnas: Los elementos que generalmente son verticales y resisten cargas de
comprensión axial se conocen como columnas. Las secciones transversales tubulares y
de ala ancha se suelen utilizar para columnas de metal, y las secciones transversales
circulares y cuadradas, con varillas de refuerzo, se utilizan para las columnas de concreto

8. B.2.1 TIPOS DE ESTRUCTURAS
Armaduras: Las armaduras consisten en elementos delgados, por lo general colocados en forma triangular. Las
armaduras planas se componen de elementos ubicados en el mismo plano y se utilizan para el soporte de puentes y
techos, en tato que las armaduras espaciales tiene elementos que se extienden en tres dimensiones y son adecuadas
para grúas y torres.
Cables y arcos: Los cables son flexibles, soportan cargas en tensión y se utilizan como soporte en puentes, y en techos de
edificios. El arco logra su resistencia en comprensión, puesto que tiene una curvatura inversa a la del cable.

9. Marcos: Los marcos se suelen usar en edificios y están compuestos por vigas y columnas conectadas rígidamente o
mediante articulaciones. Los marcos se extienden en dos o tres dimensiones, la carga de un marco ocasiona una
flexión de sus elementos y si tiene conexiones de unión rígidas, por lo general esta estructura es indeterminada desde
el punto de vista analítico.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
El análisis estructural proporciona resultados a nivel global (reacciones, desplazamientos) y a nivel seccional (esfuerzos,
curvaturas, elongaciones). Debe servir, también, para determinar el comportamiento a nivel local (tensiones, deformaciones) de
aquellas zonas singulares en las que las hipótesis clásicas de la resistencia de materiales no sean aplicables: zonas locales
próximas a cargas concentradas, nudos, cambios bruscos de sección, etc.

10. El análisis estructural está constituido por:
Determinación Estática y estabilidad
• Determinación externa en vigas, pórticos y armaduras
• Determinación interna en pórticos
Determinación Cinemática
• Determinación cinemática en pórticos y vigas
• Determinación cinemática en armaduras
Diagramas de deformaciones o corrimientos de Williot
• Esfuerzos en armaduras
• Método de los nodos
• Método de las secciones
• Diagramas de cargas axiales en armaduras

11. Esfuerzos generalizados en vigas y pórticos
• Diagramas de cuerpo libre en elementos de pórticos isostáticos
• Método del vector unitario para vigas y columnas inclinadas
• Diagramas de Esfuerzo cortante
• Diagramas de Momento flector
• Diagrama de Cargas Axiales
Deformaciones en pórticos isostáticos y armaduras
• Método de pendiente deflexión
• Método del área de momentos
• Método del trabajo virtual
Estructuras estáticamente indeterminadas
• Método de las fuerzas (Flexibilidades)
• Método de los desplazamientos (Rigideces)

12. PRINCIPIOS BÁSICOS DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Los principios fundamentales que se aplican en el análisis estructural son las leyes del movimiento y de la
inercia de Isaac Newton, que son:
1. Un cuerpo estará en estado de reposo o en estado de movimiento uniforme en línea recta, a menos que
sea forzado a cambiar, ese estado por fuerzas impuestas en él.
2. La razón de cambio del momento o cantidad de movimiento de un cuerpo es igual a la fuerza neta
aplicada.
3. Para toda acción existe una reacción igual y opuesta.
Estas leyes del movimiento pueden expresarse con la ecuación:
෍ 𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑎

13. En esta ecuación, σ 𝐹 es la sumatoria de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, mes la masa del cuerpo
y a es su aceleración. Existe un tipo particular de equilibrio, llamado equilibrio estático, en el que el sistema
no este acelerado. La ecuación de equilibrio toma entonces la forma: [12]
෍ 𝐹 = 0

14. TIPOS DECARGAS ESTRUCTURALES
Las cargas estructurales son clasificadas atendiendo a su carácter y a su duración. Las cargas que suelen aplicarse
a edificios se clasifican como sigue:
• Cargas muertas: aquellas cargas de magnitud constante que permanecen en una sola posición. Incluyen el
peso de la estructura considerada, así como cualquier accesorio que quede permanentemente unido a ella.
• Cargas vivas: aquellas cargas que pueden cambiar su magnitud y posición. Incluyen las cargas de
ocupación, los materiales almacenados, las cargas de construcción, las grúas elevadas de servicio y las cargas
para operar el equipo. En general, las cargas vivas son inducidas por gravedad.
Cargas ambientales: aquellas cargas causadas por el ambiente en que se encuentra la estructura. Por lo que se
refiere a los edificios, las cargas ambientales son causadas por lluvia, nieve, viento, temperatura y sismo.
Estrictamente hablando, estas también son cargas vivas, pero son el resultado del ambiente en que se localiza la
estructura. [

15. CARGAS ESTRUCTURALES
Cargas estructurales, son las fuerzas externas ejercidas a los elementos resistentes o también a su propio peso. Un edificio
soporta cargas vivas, muertas y accidentales.
El peso del mismo edificio y el peso de algunos implementos mayores de equipamiento fijo, están dentro de la categoría de
cargas muertas, gracia a la fuerza descendente constantemente y acumulativa desde la parte superior del edificio hasta
llegar a la base.[18]
Las vibraciones emitidas por la maquinaria, la fuerza del viento, la fuerza ejercida por los movimientos sísmicos, el
mobiliario, las mercancías almacenadas, las máquinas, los materiales, los ocupantes y las fuerzas causadas por los distintos
cambios de temperatura, comprenden las cargas vivas. Por su parte las cargas sísmicas son cargas inerciales, causadas por
alteraciones sísmicas, las cuales se pueden calcular al tener en cuenta las características dinámicas del terreno, de la
estructura y las aceleraciones.

16. PARÁMETROS DEL DISEÑO:
- Longitud del puente= 50 cm.
- Ancho del puente = 15 cm.
- Altura del puente= NO DEFINIDA.
- Masa mínima del puente = 250 g.
- Peso mínimo de resistencia= 200N.
- Masa máxima del puente = 255 g + 2%.
- Peso máximo de resistencia = libre
- Aplicación de la carga = En el centro de gravedad de la base del puente.
ACTIVIDADES A DESARROLLAR

17. PARÁMETROS DE LA CONSTRUCCIÓN:
• Se utilizará solo tallarín o spaghettis de cualquier marca o tipo.
• Se utilizará cualquier tipo de pegamento la construcción del puente.
• No se permite revestimientos en las uniones del puente con materiales extras a los tallarines o pegamento.
• No participarán puentes que sobrepasen la tolerancia de 2% en sus medidas o masa
• Si el puente sobrepasa la masa definida se descontará por cada gramo de sobrepeso 5N del valor de carga
total resistida.
• No se debe colocar uniones de metal o madera en la estructura del puente.

18. APLICACION DE LA CARGA:
El puente se lo coloca sobre dos bloques de apoyo ubicados a 46 cm para la aplicación de la carga puntual
La aplicación de la carga es de tipo puntual en el centro de la base del puente se coloca una varilla de 25 cm de
longitud atravesando al puente.
Se coloca una curda en los extremos de la varilla y este a su vez un dinamómetro y un recipiente para colocar
agua progresivamente para determinar la cantidad de carga que soporta el puente.

19. PROCEDIMIENTO DE UTILIZACIÓN:
• Colocar el puente sobre dos bloques de apoyo a una distancia de 46 cm.
• Colocar una varilla de 25 cm de longitud en el centro de la base del puente.
• Colocar dos cuerdas en cada extremo de la varilla.
• Colocar un dinamómetro.
• Agregar una carga mínima de 200 N lo que equivale a 20 litros de agua.
Observar si el puente soporto aquella carga y cuál es la carga máxima que el puente soporta

20. PROCEDIMIENTO DE ARMADO

21. RESULTADOS OBTENIDOS

22. • Se logro diseñar y construir el puente de tallarines que soportara una carga mínima de 250 N, aplicando los
respectivos conceptos del análisis estructural, así como la importancia de saber el peso que puede soportar el
puente.
• Hemos aplicado todos los elementos de análisis estructural para poder realizar nuestro puente de tallarín
• Se ha determinado que, sin importar el material de construcción, con un excelente análisis debe obtener los
mismos resultados y la misma resistencia en cuanto al soporte de un peso.
• Identificamos una estructura como un conjunto con partes o componentes que se combinan en forma
ordenada para cumplir la función dada
CONCLUSIONES

23. RECOMENDACIONES
• Se recomienda revisar adecuadamente el análisis estructural y el tipo de puente que soporta una carga
mínima de 250 N, así como, adquirir unos tallarines que tengan un buen grosor y sean resistentes.
• Se recomienda que una vez finalizado con el puente de tallarines revisar que el puente tenga una masa
mínima de 250 g y no sobrepase el 2% ya que los puentes que sobrepasen no participaran en el concurso
interno.
• Usar la cantidad de tallarines solicitados por el ingeniero. Utilizar un pegamento que pueda secar rápido para
poder finalizar nuestro trabajo más.
• Para que el puente pueda soportar más, hay que reforzar una parte de nuestro puente.

24. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB
[1]wikiwok.(2021)<análisisestructural>.[internet]https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/dinam1p/dinam1p_1.html
[2] Alberto Carillo <El análisis estructural está constituido>. [internet].2016 https://www.monografias.com/trabajos104/dinamica-particula/dinamica-particula.shtml
[3] Alexander Albornoz <Determinación Estática y estabilidad>[internet].2017 https://slideplayer.es/slide/10230032/
[4] Jacob.M <MODELOS DE PIEZAS>[INTERNET]. (2018) https://www.docsity.com/es/dinamica-de-una-particula-ingenieria/4248441/
[5] Mason. A <principios básicos del análisis estructural>. (2020) https://es.slideshare.net/EugenioMiranda2/4-dinamica-de-la-particula
[6] Ethan.V <aspectos a cumplir en una estructura> [internet]. (2021) http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/dinamica/leyes/leyes.html
[7] Noah.S <modelo matemático estructural>. [Google].(2018) http://www.sc.ehu.es/sbweb/ocw-fisica/intro/guia_docente/dinamica.xhtml
[8] William. T <Tipos de análisis estructural>. [internet].2017 https://es.slideshare.net/Meldagui/dinmica-de-la-partcula
[9] Liam. G cargas estructurales (Wikipedia).2020 https://slideplayer.es/slide/5540007/
[10] Jayden.U TIPOS DECARGAS ESTRUCTURALES. (2021) https://www2.dgeo.udec.cl/juaninzunza/docencia/fisica/cap4.pdf
[11] Michael.H. Cargas muertas.2021 https://www.fcnym.unlp.edu.ar/catedras/fisica_taller/Apuntes/2015/C-Apunte_Dinamica_PAC2014.pdf
[12] Santiago. O dptos. Dinámica-teoría consultado el 2022[internet]. https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/dinam1p/dinam1p_1.html
[13] Alberto. Pweb.una dinámica de la partícula.2021 https://web.ua.es/es/cursos-cero/documentos/-gestadm/dinamica-teoria.pdf
[14] xander Tryscience.org. Acción gravitatoria http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ejercicio_de_din%C3%A1mica_de_la_part%C3%ADcula,_Febrero_2013_(F1_GIA)

25. [15] Gutiérrez Estructuras estáticamente indeterminadas
.[internet].consultado el 11-1-2022 http://www.sc.ehu.es/sbweb/ocw-fisica/intro/guia_docente/dinamica.xhtml
[16] Marín. Dánae. Dinámica. Consultado el 11-1-2022. [internet] http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/problemas/dinamica/dinamica.html
[17] Enríquez maría construcción de un puente de tallarín.2021 http://www.tryscience.org/kidsexperiments/spaghetti-bridge
[18] Pérez construction de spaghetti [consultado en internet] https://ei.jhu.edu/wp-content/uploads/2014/01/Spaghetti-Bridge-Construction-Hints.pdf
[19] Marin Santiago ingenieros civiles diseñan estructuras https://es.wikihow.com/hacer-un-puente-de-espagueti
[20] Fernandez tayo. Cómo hacer un puente de espagueti. (2022) https://www.teachengineering.org/sprinkles/view/cub_spaghettibridge_spanish_sprinkle