Diseño y construcción de prototipo que demuestre la primera ley de Newton en 2D Noroña Mauricio

1. Diseño y construcción de un prototipo que
muestre la primera ley de newton en 2D
Autor:
Noroña Gallardo José Mauricio
Física I
8104
Docente:
Ing. Diego Proaño
Carrera:
Ingeniería Automotriz

2. Objetivos
Objetivo general:
• Diseñar y construir un prototipo que demuestre la primera ley de newton en 2D
Objetivos específicos:
• Aplicar conocimientos básicos de la dinámica de la partícula para resolver problemas de
Ingeniería y Tecnología.
• Experimentar de manera práctica la dinámica de la partícula
• Justificar el proyecto en forma escrita con un informe de diseño y construcción de un
prototipo que demuestre la primera ley de newton en 2D.

3. Introducción a la teoría
Dinámica
• Rama de la física
• Estudia el movimiento en
relación con las causas que
lo producen. • LEYES DE NEWTON

4. Primera Ley de Newton (Ley de inercia)
Introducción a la teoría
“Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o
movimiento uniforme en línea recta, no muy
lejos de las fuerzas impresas a cambiar su
posición.”
F = 0 (1)

5. Segunda Ley de Newton (Ley del Movimiento)
Introducción a la teoría
“La aceleración que experimenta un objeto al
someterse a una fuerza neta es proporcional a
dicha fuerza.”
F = 𝑚 ∗ 𝑎 (2)

6. Tercera Ley de Newton (Ley de acción y reacción)
Introducción a la teoría
“Con toda acción ocurre siempre una reacción
igual y contraria: quiere decir que las acciones
mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y
dirigidas en sentido opuesto.”
𝐹𝐴→𝐵 = −𝐹𝐵→𝐴
(3)

7. Ley de Atracción Gravitatoria
Introducción a la teoría
En el caso de una partícula Localizada en o
cerca de la superficie de la tierra, la única fuerza
gravitatoria de magnitud considerable es la que
existe entre la Tierra y la partícula, a dicha fuerza
la llamamos “peso”
W = m ∗ g (4)

8. Torque
Introducción a la teoría
En mecánica newtoniana, se denomina momento
de una fuerza o torque a una magnitud vectorial,
obtenida como producto vectorial del vector de
posición del punto de aplicación de la fuerza por
el vector fuerza

9. Torque
Introducción a la teoría
τ = ±r ∗ F (5)
τ = 0
Donde r y F tienen que ser perpendiculares.
El signo depende del giro del sistema.
Giro antihorario +τ
Giro horario −τ

10. Materiales
Material Características Cantidad
a) MDF
Dimensiones (35 x 40)
cm
1
b)
Cuerpos de madera
De masas 41g y94g;
dimensiones (14x4x4) cm
y (5x4x3.7) cm
2
c)
Atornillador
Marca: Stanley, tipo
estrella
1
d)
Piola Rollo color blanco 1
e)
Ganchos Pequeños de ¼ in 1
f)
Resorte Color blanco 2
g)
Tornillos
Color negro para madera
½ in
6
h) Tablón
Delgado, de 40 cm de
altura
1
i)
Varilla Delgada de masa 82g 1

11. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Diseño

12. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Proceso de armado

13. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Procedimiento de armado
1) Atornillar el tablón delgado sobre
la base de MDF.
2) Colocar los ganchos y los resortes
en la madera de la siguiente forma
3) Sujetar la varilla a los
resortes con la piola de
modo que quede de este
tipo.
4) Buscar el equilibrio para
que la varilla no se mueva de
su posición.

14. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
5) Colgar cuerpos de madera de una
determinada masa en la varilla, en su
centro de gravedad y en el extremo
superior.

15. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Funcionamiento
Ver video de YouTube: https://youtu.be/fiCB6cnUd1g

16. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Cálculos
Determinar:
a) Las tensiones de las cuerdas.
b) El torque Total en cada cuerda en relación al
empotramiento con la pared.
c) Las reacciones en la pared

17. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D

18. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D

19. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D

20. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D

21. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Torques

22. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D

23. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D

24. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D Resultados

25. Prototipo que muestre la primera ley de
newton en 2D
Fuerzas elásticas de resortes

26. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones generales :
• Se diseñó y construyó un prototipo que demuestra la primera ley de Newton en 2D
Conclusiones específicas:
• Con el conocimiento y aplicación de conceptos básicos de dinámica de la partícula se realizó el cálculo de
las reacciones, tensiones y torques del prototipo.
• El Proyecto de construcción y diseño de prototipo que demuestra la primera ley de Newton en 2D quedó
justificado de forma escrita con el presente informe.
• Se estimó un grado de validez al cálculo de la constante de elasticidad de los resortes con valores de error
porcentual menor al 2% lo que ratifica que se realizó una correcta medición.
Recomendaciones generales :
• Tener el sustento teórico suficiente acerca de los conceptos de dinámica de la partícula.
Recomendaciones específicas:
• Utilizar una escala adecuada para las medidas del prototipo.
• Diseñar un prototipo que esté acorde a la dinámica de la partícula y que demuestre la primera ley de
newton.
• Realizar los cálculos respectivos con los datos puntuales del prototipo.

27. Muchas gracias por su atención

28. Bibliografía
[1]ALAVA , J., AREQUIPA, A., ARTEAGA, L., BERMELLO, J., & CORAL, A. (2020). ResearchGate. Obtenido de La
importancia de las leyes de Newton y su aplicación en el ámbito de la ingeniería:
343318904_La_importancia_de_las_leyes_de_Newton_y_su_aplicacion_en_el_ambito_de_la_ingenieria
[2]AYALA, G. (2011). Física.
[3]BRAGADO, I. (2003). Física General. México: Pearson.
[4]CAÑAS ESCAMILLA, J., & SÁNCHEZ, J. (2018). Estadística y Probabilidad. Red digital de educadores Descartes.
[5]CHRISTIAN, G. D. (1981). Química Analítica. Lima: Limusa.
[6]D´HAINAUT, L. (1978). Cálculo de incertidumbres en medidas. México: Editorial Trillas.
[7]FACULTAD DE LAS CIENCIAS, U. A. (1977). Manual de laboratorio: una introducción a la metodología de la
experimentación. Mézxico: Facultad de ciencias UNAM.
[8]FRANCO GARCÍA, Á. (2006). Cinemática. Recuperado el 15 de Noviembre de 2021, de
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/cinematica/curvilineo/curvilineo/curvilineo1.html
[9]Gan Acosta, A., Gan Cuba, W., & Figueroa Coello, A. (2008). EXACTITUD Y PRECISIÓN EN INGENIERIA. Revista
Colombiana de, 89-93.
[10]Garduño, R. (2006). Datos y reporte en el laboratorio de mecánica. México: Facultad de Ciencias UNAM.

29. Bibliografía
[11]GUERRA, M., & CORREA, J. (1984). FÍSICA. Valencia: Reverté.
[12]Guevara, F., Buitrón, P., & Lasso, C. (2009). Física Básica. Quito, Ecuador.
[13]HIBBELER, R. (2010). Ingeniería mecánica Dinámicca. México: Pearson.
[14]JASEN, P., & GONZÁLES , E. (2008). Introducción a la Teoría de Errores de Medición. Bogotá.
[15]LONGAS, R. (2001). Estadística industrial Cualitativa. Madrid: Apuntes de la Maestría en Ingeniería en Calidad.
[16]Maroto, A., & Boqué, R. (2005). Cálculo de incertidumbre en medidas físicas. Valencia : Departamento de
Química Analítica y Química Orgánica.
[17]MOSCA, G., & TIPLER, P. (2010). Física para ciencia y tecnología. Valencia: Reverté.
[18]NOROÑA, M. (2021).
[19]PÉREZ MONTIEL, H. (2010). Física Gdeneral . México: Patria.
[20]RIVERA MEDINA, S. (2017). BREVE INTROSUCCIÓN A LA TEORÍA DE ERRORES Y LA GRAFICACIÓN.
México: Textosuniversitarios.
[21]RUIZ ARMENTEROS, A., GARCÍA BALBOA, J., & MINGORANCE, J. (2010). Error, Incertidumbre, Precisión
y Exactitud, Términos asciados a la calidad espacial del dato Geográfico. Buenos Aires : CICUM.
[22]RUIZ DÍAS, D. J. (2001). Química Analítica. Mexico: Limusa.

30. Bibliografía
[23]SABATER, A. (2013). Física básica para ingenieros. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia.
[24]SERWAY, R., & JEWETT, J. (2008). Física para ciencias e ingeniería. México: Thomson.
[25]TAYLOR, J. (2014). INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE ERRORES. España: Reverté.
[26]Vallejo Ayala, P. (2009). Laboratorio de Física. Quito, Ecuador.
[27]VALLEJO AYALA, P., & ZAMBRANO, J. (2010). Física Vectorial 1. Quito: RODIN.
[28]VERDUGO CABRERA, J. (2017). Mecánica Racional Dinámica. Quito: Universitaria Abya-Yala