Diseño y construcción puente de tallarines_Salinas Marcus

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

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

ESTUDIANTE:
SALINAS ALVAREZ MARCUS BENJAMÍN

PROYECTO:
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PUENTE DE TALLARINES.

“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PUENTE DE TALLARINES”
• I. INTRODUCCIÓN
• II. HERRAMIENTAS & MÉTODOS
• III. PROCEDIMIENTOS DE USO
• IV. FUNCIONAMIENTO Y OBTENCIÓN DE DATOS
• V. DISCUSIÓN & RESULTADOS

“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PUENTE DE TALLARINES”.
• I. INTRODUCCIÓN
Es el nombre que recibe el conjunto de elementos, unidos, ensamblados o conectados entre sí, que tienen la función de recibir cargas,
soportar esfuerzos y transmitir esas cargas al suelo, garantizando así la función estático - resistente de la construcción. Estos
elementos, conocidos como estructura, están unidos de alguna manera entre sí, y constituyen el sostén de la edificación
Grafica N°1. Estructura de barras o bigas [11].

1.1 Elementos estructurales simples. -
Muros. -
Son los elementos de la estructura que tienen la función de cerrar, soportar o contener. El muro soporta cargas que le son aplicadas, y
las transmiten al suelo mediante la cimentación. Esta transmisión es lineal, o sea, a lo largo del muro.
Grafica N°2. Muros con columnas de hierro. [12]
Columnas. –
Trabajan generalmente a compresión, transmitiendo la carga al suelo mediante su cimentación. Fundamentalmente su función es
soportante
Vigas. -
Son elementos simples, generalmente de eje rectilíneo, que tienen la función de recibir cargas. Están soportadas en uno o más
apoyos: cuando están soportadas por sus extremos, y estos giran libremente, se les llama apoyadas.

Armaduras. –
Son elementos estructurales simples que trabajan a flexión
Gráfica N°4. Armaduras de Flexión
1.2 Análisis de sistemas Estructurales. -
Consiste en determinar los esfuerzos internos y las deformaciones que se originan en la estructura como consecuencia de las cargas
actuantes Una vez idealizada la estructura se procede a su análisis, calculando las deformaciones y esfuerzos que aparecen en ella, y
utilizando para ello las técnicas propias del Análisis Estructural.

1.3 Análisis de armaduras isostáticas.
Método de los nodos
El método de los nodos o método de los nudos, consiste en el planteamiento de equilibrio mecánico de cada uno de los nodos o nudos de
una armadura simple. Un nodo es cada uno de los puntos donde concurren dos o más barras.
Elementos de fuerza cero. -
El análisis de armaduras por el método de nodos se simplifica de manera considerable si podemos identificar primero aquellos elementos
que no soportan carga
Método de las secciones. -
Dada una estructura formada por barras articuladas, en la que las cargas están aplicadas sobre los nudos y en la que el peso de las
barras es despreciable frente a dichas cargas, la única solicitación en las secciones transversales de sus barras será el esfuerzo normal.
Grafica N°6.método de las secciones

1.4 Dinamómetro
Un dinamómetro es un artefacto destinado a la medición de la fuerza y el peso de los objetos a partir de la elasticidad de un resorte o
muelle elástico. El dinamómetro tradicional fue inventado por Isaac Newton
1.5 Como funciona un dinamómetro
Funciona con un gancho en el extremo inferior en el que se cuelga el objeto cuya fuerza o peso se quiere medir. Hoy en día existen
básculas que usan este sistema de resortes, pero sustituyen el gancho por planchas en las que colocan los objetos, razón por la
cual existe la tendencia de confundir los dinamómetros con balanzas
Grafica N°7. Funcionamiento de dinamómetro
2. Leyes de elasticidad
2.2 LEY DE HOOKE
La Ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que
sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no se sobrepase el límite de elasticidad.
𝐹=𝑘∗Δ𝑥

“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PUENTE DE TALLARINES”
• II. HERRAMIENTAS Y MÉTODOS
• Diseño
• Procedimiento de armado
Diseño.-
A
B D
C E
F
G
Q
200N
Ra Rg
RAy RGy

Procedimiento de Armado.-
PROCEDIMIENTO DE ARMADO
1.-
Con ayuda de nuestra balanza electrónica se pesó los 255 gr de fideo que
prácticamente ocupó la mitad de un paquete de 400gr
2.-
Se distribuyó para cada parte del puente un número determinado de fideos
pesando con una balanza para separarlos por partes de lo que conforman
la estructura del puente

3.-
Una vez distribuidos los videos por gramos, se separó la distribución de los
videos por partes que ocuparán en la maqueta.
4.-
Se procedió a pegar cada una de los fideos formando un pedazo grueso o
ancho de fideos para que nuestro puente quede bien distribuido el peso eh
incluso sea mas resistente Por consiguiente con la Cola de pegamento se
puso en todas y cada una de las superficies para que este se endurezca y
pueda hacerse más fuerte nuestra estructura

5.-
Con la silicona y la pega bruja se terminó de pegar los filos que quedaban
sin pegar o para pegar uniones y endurecer más el fideo.
6.-
Luego se procedió con una regla a medir el ancho y largo de nuestra base
de fideos ya que el largo sería de 50 cm y el ancho de 15 cm
respectivamente y con ayuda de un graduador se dio el ángulo de 60° en
cada una de los nodos en la parte de los extremos de nuestro puente.

Ilustración 1 DISEÑO FINAL
PROCEDIMIENTO DE ARMADO DINAMÓMETRO
1.-
Con ayuda de una navaja o estilete se cortó la mitad del embace donde
utilizaremos como apoyo para dibujar las mediciones.
2.-
Una vez cortada la mitad del embace con la cuerda de 10 cm de largo y el
tornillo se amarró al tornillo y a su vez se colocó al resorte.

3.-
Una vez tenido ya listo nuestro resorte, se lo coloca al embace que sehabía
cortado y se hace un orificio en la parte de abajo para que la cuerda pase
por debajo y así amarrar a un gancho que pueda suspenderse cualquier
peso.
4.-
Una vez puesto el resorte al embace con ayuda de una soldadora de cautín
derretí un pedazo de plástico para poder rellenar los vacíos que sobra del
plástico. Y finalmente con el papel A4 y un esfero se procedió a dibujar las
escalas de medición en Newtons
Ilustración 1 DISEÑO FINAL

FÍSICA I
III. PROCEDIMIENTOS DE USO
Con ayuda de una balanza electrónica se
procede a pesar cuanto pesa la
estructura de fideos y cumpla dentro de
los parámetros establecidos.
1.- 2.-
Una vez puesto nuestra estructura
en la balanza hemos determinado
que la estructura pesa
aproximadamente 254 gr ya que
cumple hasta el peso max de 255gr.
3.-
Una vez establecido el peso
y cumplió con los
parámetros establecidos, se
procedió a ponerle el
dinamómetro con el peso de
200 N que equivale a 20 Kg

IV. FUNCIONAMIENTO Y OBTENCIÓN DE DATOS
• Cálculos
Ensayo 1: Medición de variables para el cálculo de Errores con las reacciones que
ejercen en los puntos de apoyo del puente
Tabla N°3 Medidas de los cuerpos de prueba
Reacciones Valor Unidad
Gy 126,25 N
Ay 126,249 N

1. Calcular la media aritmética
𝑥 =
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝑛
𝑛
𝑛
𝑖=1
Tabla N° 4 Cálculo del promedio
Reaccion Promedio 𝑥
126,2495
252,499/2
1. Calcular el error absoluto
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖 = 𝑥 − 𝑥𝑖
Tabla N° 5 Cálculo del error absoluto
Reacciones 𝑥 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖
126,25 126,2495 4
5 10

126,249 126,2495 4
5 10

1. Calcular error absoluto medio.
𝐸𝑎𝑏𝑠 =
𝐸𝑎𝑏𝑠1 + 𝐸𝑎𝑏𝑠2+ 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑛
𝑛
𝑛
𝑖=1
Tabla N° 6 Promedio del Error Absoluto
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖 (Reaccion) 𝐸𝑎𝑏𝑠
3
1 10
 /2
4
5 10

1. Calcular el error relativo
Tabla N° 7 Cálculo Error Relativo
Reaccion
𝐸𝑟 =
𝐸𝑎𝑏𝑠
𝑥
𝐸𝑟 =
5𝑒−04
126,2495
𝐸𝑟 =3,9604𝑒−06
1. Calcular el error porcentual
Tabla N° 8 Cálculo Error Porcentual
Reaccion
𝑬% = 𝑬𝒓 ∗ 𝟏𝟎𝟎%
𝐸% =3,9604𝑒−06
*100
𝐸% =0,00039604%

1. Calculo del rango de valores
Tabla N° 9 Cálculo Rango de Valores
Reaccion
(𝒙 ± 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝒙 − 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = (126,2495 − 5𝑒−04
)
𝑉𝑚𝑖𝑛 =126,249
𝑉𝑚á𝑥 = (𝑥 + 𝐸𝑎𝑏𝑠))
𝑉𝑚á𝑥 = (126,2495 + 5𝑒−04
)
𝑉𝑚á𝑥 =126,25
Tabla N° 10: Validez de datos
Reacciones Valor mínimo
Valor
máximo
Valores
aceptables
126,25 126,249 126,25 Aceptado
126,249 126,249 126,25 Aceptado
Ensayo 2: Medición de variables para el cálculo de Errores con Las constantes de
elasticidad
Tabla N°11 Medidas de los cuerpos de prueba
Masa
Equipo de
medición
Valor
Unidad Longitud
Final
Resorte (m)
Longitud
inicial del
Resorte (m)
Unidad
Masa 1
Dinamómetro
20 Kg 0,055 0,09 M
Masa 2 20 Kg 0,07 0,09 M
Masa 3 20 Kg 0,07 0,09 M
Masa 4 20 Kg 0,051 0,09 M
Masa 5 20 Kg 0,034 0,09 M
Masa 6 20 Kg 0,010 0,09 M
Masa 7 20 Kg 0,019 0,09 M
Masa 8 20 Kg 0,039 0,09 M
Masa 9 20 Kg 0,019 0,09 M
Masa 10 20 Kg 0,014 0,09 m

1. Calcular la media aritmética
𝑥 =
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝑛
𝑛
𝑛
𝑖=1
Tabla N° 12 Cálculo del promedio
Constante Promedio 𝑥
17,72708
17,72708/10
Tabla N° 13 Cálculo del error absoluto
Constantes
K
𝑥 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖
17,9314 17,72708 0,20432
17,6526 17,72708 0,07448
17,6526 17,72708 0,07448
17,7684 17,72708 0,04132
17,6876 17,72708 0,03948
17,7194 17,72708 0,00768
17,6802 17,72708 0,04688
17,6910 17,72708 0,03608
17,6802 17,72708 0,04688
17,8074 17,72708 0,08032
1. Calcular error absoluto medio.
𝐸𝑎𝑏𝑠 =
𝐸𝑎𝑏𝑠1 + 𝐸𝑎𝑏𝑠2+ 𝐸𝑎𝑏𝑠𝑛
𝑛
𝑛
𝑖=1
Tabla N° 14 Promedio del Error Absoluto
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖 (Constante) 𝐸𝑎𝑏𝑠
0,65192/10 0,065192
1. Calcular el error relativo
Tabla N° 15 Cálculo Error Relativo
Constante
𝐸𝑟 =
𝐸𝑎𝑏𝑠
𝑥
𝐸𝑟 =
0,065192
17,72708
𝐸𝑟 =0,003677
1. Calcular el error porcentual
Tabla N° 16 Cálculo Error Porcentual
Constante
𝑬% = 𝑬𝒓 ∗ 𝟏𝟎𝟎%
𝐸% =0,003677*100
𝐸% =0,3677%
1. Calculo del rango de valores
Tabla N° 17 Cálculo Rango de Valores
Tiempo
(𝒙 ± 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝒙 − 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = (17,72708 − 0,065192)
𝑉𝑚𝑖𝑛 =17,6618
𝑉𝑚á𝑥 = (𝑥 + 𝐸𝑎𝑏𝑠))
𝑉𝑚á𝑥 = (17,72708 + 0,065192)
𝑉𝑚á𝑥 =17,7922

1. Calculo de las Constantes de Elasticidad del resorte.
0
0
Fy
w Fe
w Fe
m g K l

 

  

f o
m g m g
K
L L L
 
 
 
Constante 1
2
1
1
0,09
0,055
20 9,807 /
(0,09 0,055)
17,9314[ / ]
o
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 2
0
2
2
2
0,09
0,07
20 9,807 /
(0,09 0,07)
17,6526[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 3
1.
0
2
3
3
0,09
0,07
20 9,807 /
(0,09 0,07)
17,6526[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m







Constante 4
1.
0
2
4
4
0,09
0,051
20 9,807 /
(0,09 0,051)
17,7684[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 5
1.
0
2
5
5
0,09
0,034
20 9,807 /
(0,09 0,034)
17,6876[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 6
0
2
6
6
0,09
0,010
20 9,807 /
(0,09 0,010)
17,7194[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 7
1.
0
2
7
7
0,09
0,019
20 9,807 /
(0,09 0,019)
17,6802[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m







Constante 8
0
2
8
8
0,09
0,039
20 9,807 /
(0,09 0,039)
17,6910[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 9
1.
0
2
9
9
0,09
0,019
20 9,807 /
(0,09 0,019)
17,6802[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






Constante 10
1.
0
2
10
10
0,09
0,014
20 9,807 /
(0,09 0,014)
17,8074[ / ]
f
L
L
kg m s
K
m
K N m






1.1 Calculo para la Calibración
0
0
( )
F k L L
F
L L
k
 
 
Para fuerza = 200N
1.
200
0,09
17,72708
11,9721
N
L m
N
L m
 


2. Calculo de las reacciones del sistema y Fuerzas en los nodos.
0
2,499 250 0
252,499
Fy
Ay Gy
Ay Gy

   
 

0
0,25 0,25 0,5 0
0,25(250) 0,25(2,499) 0,5 0
0,5 63,12
126,25
MA
Q W Gy
Gy
Gy
Gy N
 
  
  
  


252,499 126,25
126,249
Ay
Ay N
 

0
cos(60 ) 0
cos(60 )
( 145,78)cos60
72,89
Fx
AB AC
AC AB
AC
AC N

  
  
   


0
(60 ) 126,25 0
126,25
145,78
60
Fy
ABsen
AB N
sen

  
   



0
cos60 0
cos60
72,84
Fx
AB BD
BD AB
BD N

  
 
 

0
60 0
60
( 145,78) 60
126,26
Fy
ABsen BC
BC ABsen
BC sen
BC N

  
 
   


0
60 0
126,25
60
145,78
Fy
BC CDsen
CD
sen
CD N

  
 

 

0
cos60 0
cos60
72,89 ( 145,78)cos60
145,78
Fx
AC CE CD
CE AC CD
CE
CE N

    
  
   


0
60 60 0
60 60
( 145,78)
145,78
Fy
CDsen DEsen
DEsen CDsen
DE CD
DE
DE N

   
   
 
  


0
cos60 cos60 0
( 72,89) ( 145,78)cos60 145,78cos60 0
72,89 145,78cos60 145,78cos60
218,67
Fx
BD DF CD DE
DF
DF
DF N

     
       
    
 


0
60 0
60
145,78 60
126,25
0
cos60 0
145,78 145,78cos60 0
218,67
Fy
EF EDsen
EF EDsen
EF sen
EF N
Fx
EC EG ED
EG
EG N

  
 
 


    
    



0
60 126,25 0
126,25
60
146,07
Fy
FGsen
FG
sen
FG N

  
 

 


V. DISCUSIÓN & RESULTADOS
• Resultados obtenidos
• Conclusiones y recomendaciones
Resultados Obtenidos.-
representación Gráfica del sistema

INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
CONCLUSIONES & RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES:
Para la Deducción de este proyecto de constante de elasticidad usando un dinamómetro cuya herramienta es fundamental para la
obtención de valores y comportamientos del cuerpo que se midió, cuya masa que incluso se comprobó que define incluso el estado
de este material, provocando al resorte una Se analizó y se comprendió con exactitud el análisis estructural el cual se determino que
en la mitad del puente de tallarines la fuerza de tensión era mucho mayor que en la parte de arriba de la base, no obstante se
suspendió el puente a 20 litros de agua. Dentro de la simulación se pudo ver la deformación que se somete al estar bajo una fuerza
externa que actúa de forma vertical bajo el puente y esto más la influencia de la gravedad.
RECOMENDACIONES:
•Analizar siempre las mediciones del instrumento de medición para la correcta obtención de datos en función
del tiempo, lo más preciso posible.
•Estimar siempre el porcentaje de validez que presente en cada uno de los parámetros medidos en lo posible para
generar la linealidad y estimación de los resultados
- Al momento de comprobar si el puente de tallarines funciona, colocar la fuente de manera precisa y lo más
centrada al puente.

DOCENTE DE LA CÁTEDRA DE FÍSICA I
ING. DIEGO ORLANDO PROAÑO MOLINA DIRECTOR DE LA FALCULTA DE FÍSICA Y
LABORATORIO

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