Modelación de la

ingeniería y
ciencias

Módulo:
Innovación y
transformación
(IIT)
1.
Introducción
INNOVACIÓN Y
TRANSFORMACIÓN
 ¿Qué voy a aprender?
En este módulo trabajaremos con las leyes físicas que describen el efecto
que tienen las fuerzas que actúan sobre un objeto: las leyes de Newton.

• Conceptuales
1. Fuerza y fuerza neta cero
2. Torque y torque neto cero
3. Centro de masa

• Procedimentales
1. Identifica los principales elementos de la problemática.
2. Crea modelos que le permitan explicar el funcionamiento de algunos aspectos de las ciencias
naturales.

• Actitudinales
1. Valora el análisis crítico de la argumentación técnica.
2. Valora las actividades de aprendizaje activo y basado en retos.
 Evaluación

• Exámenes rápidos (2): 25%

• Tarea (1): 25%
Representa el 11% de la calificación FINAL
• Actividad en clase (2): 25%
• Presentación del Reto: 25%

• Bitácora del módulo de IIT Representa el 9% de la calificación FINAL

Análisis comparativo
 NIVELES DE DOMINIO DE SUBCOMPETENCIAS
SEG0101A
Establece un concepto de sí mismo, describiendo su vida a partir de un
autodiagnóstico, clarificando el área disciplinar en que se desea formar
profesionalmente, utilizando como marco de referencia la ética personal.

•Modalidad: Individual
•Formato de entrega: Archivo pdf
• Extensión máxima: una cuartilla
• Formato de texto: fuente tamaño 12pt, espacio sencillo.
•Medio de entrega: En la pestaña de la entrega del Módulo Avenida
IIT del portafolio de evidencias en Evidencia: Yo en la Ingeniería
2.
Reto
Consultoría a diseño de
elevador de autos
 Objetivo

Fortalecer y desarrollar competencias de análisis de problemas en la ingeniería

enfrentándose a un reto que le permita valorar la importancia y las implicaciones
de sus decisiones en un entorno real.

En este reto los estudiantes formarán una empresa consultora (deberán idear un
nombre para la misma), que le dará servicio a una armadora de vehículos, con base
a los conocimientos obtenidos en el módulo deberá ser capaz de generar
soluciones y conclusiones, fundamentadas en el análisis del problema y con
resultados medibles que le permitan a la empresa tomar una decisión sobre un
dispositivo electromecánico que va a construir.
 Descripción

• Una planta armadora de autos está diseñando un dispositivo mecánico

para levantar autos como parte de su línea de producción, y han
contratado a tu empresa consultora para que asesore y revise su diseño.

• El diseño actual consiste de una plataforma de elevación de autos el cual

se eleva mediante cuatro cables verticales, que van atados a cada una de
las esquinas de la plataforma (figura 1). La plataforma está construida
mediante vigas de acero de perfil “I” (también conocido como perfil “doble
T” (Enlaces a un sitio externo.)), y tiene una masa de 115 kg.
FIGURA 1
 Descripción

La plataforma tiene una longitud de 3.75 m, y un ancho de 1.5 m. El centro

de masa de la plataforma se encuentra a 1.55 m del frente de la misma, y a
0.75 m de cada lado.
 Descripción

Los autos que se busca elevar con esta plataforma tendrán una masa de 635
kg, y el 75% de el peso es soportado por las llantas delanteras del auto. La
distancia entre los centros de las llantas ("batalla") es de 2.20 m, y cada par
de llantas (frontales y traseras) están a 1.40 m de distancia ("vía").
 Descripción
El auto se estacionará con sus llantas delanteras a 0.75m del frente de la
plataforma, sobre el punto medio. De esta manera, los dos cables delanteros
tendrán la misma tensión, y los dos cables traseros tendrán también
tensiones iguales. Los cables están certificados para tensiones máximas de
5000 N cada uno. Se sabe que el precio de los cables aumenta al aumentar la
tensión máxima que puede soportar.

http://www.sarroplift.com/Productos/Rampas-4-Postes/461369/ELEVADOR-
AUTOMOTRIZ-4-POSTES-BENDPAK-HD-9XL
 Descripción

La empresa armadora de autos quiere saber si la propuesta inicial funcionará para

levantar los autos con los cables que adquirió inicialmente y evitar realizar una
inversión mayor innecesaria que le generaría pérdidas reduciendo su rentabilidad
llevándola a despidos de empleados y problemas financieros.

Por esta razón les han pedido elaboren un reporte donde detallen la evaluación
preliminar, conclusiones y sugerencias al diseño inicial propuesto. Además,
requiere una nueva propuesta en la cual la tensión de los 4 cables que sostiene a la
plataforma sea la misma; con el fin de comparar el desempeño de ambos diseños y
decidir cuál se ajusta a sus necesidades con base en las evidencias que tu empresa
le presentará.
https://fb.watch/aBlmwMyV3i/
3.
Leyes de Newton
PRIMERO NECESITAMOS DEFINIR → FUERZA
Es una acción que puede producir movimiento.
➢Una fuerza es aquello que llamamos empujar, jalar o cualquier acción que tiene la
habilidad de ocacionar algún movimiento en un objeto.

➢La fuerza puede ser usada para incrementar o disminuir la velocidad de un objeto o
bien cambiar la dirección en la cuál se mueve el objeto.

https://freyscientific.com/FREY/media/downloads/cpo/curriculum/phy2/phy2_se_chapter5.pdf
INERCIA
➢Inercia es un término usado para medir la capacidad de un objeto de resistir a un
cambio en sus estado de reposo o movimiento.
➢Un objeto tiene mucha inercia si require una gran fuerza para para moverlo o
detenerlo: un objeto con una inercia pequeña require una fuerza pequeña para
moverlo o detenerlo.

https://freyscientific.com/FREY/media/downloads/cpo/curriculum/phy2/phy2_se_chapter5.pdf
MASA
➢La cantidad de inercia de un objeto depende de su de masa
➢Masa es una medida de la inercia de un objeto.

No confundir masa y peso

MASA
No confundir masa y volumen

➢La masa es la medida de la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

➢El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo.

➢La unidad de masa es el Kg y de volume m3, cm3, litros, etc.

1A LEY DE NEWTON
También conocida como principio de inercia, establece que un cuerpo no
modifica su estado de reposo o de movimiento si no se aplica ninguna fuerza
sobre él, o si la resultante de las fuerzas que se le aplican es nula.

https://leyesdenewton874798105.wordpress.com/2018/11/18/la-primera-ley-de-newton/
1A LEY DE NEWTON
De aquí se deduce que:
•Todos los cuerpos se oponen a cambiar su estado de reposo o movimiento y
esta oposición recibe el nombre de inercia. La masa de un cuerpo, entendida
como su cantidad de materia, es una medida cuantitativa de la inercia de un
cuerpo.
•Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando la resultante de las fuerzas
que actúan sobre él sea nula.
EQUILIBRIO
➢La condición de aceleración cero (velocidad=0 o velocidad=constante) es
llamada equilibrio estático.
➢Un objeto en equilibrio no tiene acción neta que actue sobre el, encontrandose
en equilibrio traslasional o rotacional.

Primera Condición de equilibrio ෍ 𝐹Ԧ = 0

La fuerza neta en cualquier dirección debe ser cero.
2A LEY DE NEWTON
La segunda ley de Newton o principio fundamental establece que las
aceleraciones que experimenta un cuerpo son proporcionales a las fuerzas que
recibe.

La aceleración es directamente proporcional a la fuerza e inversamente

proporcional a la masa del objeto.
ACELERACIÓN Y FUERZA CON FRICCIÓN CERO

https://fisicaaplicada12.blogspot.com/p/fisica-10.html
EJEMPLO 1
Calcular la masa de un sillón cuyo peso tiene una magnitud de 410 N.
3A LEY DE NEWTON
Conocido como principio de acción y reacción dice que a cada acción
siempre se opone una reacción de la misma magnitud y dirección pero sentido
opuesto; fuerzas iguales con sentidos opuestos.

https://sites.google.com/site/newtonlawsinfor/tercera-ley-de-newton-o-principio-de-accion-y-reaccion
 DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (DCL)
➢El DCL es un diagrama o dibujo simplificado del objeto que se está
analizando y muestra las fuerzas (magnitud, dirección y sentido) que actuan
sobre el.
➢No es más que un diagrama donde se representan a través de vectores
todas y cada una de las fuerzas que actúan sobre él.

https://sites.google.com/site/fisleea/dinamica/diagrama-de-cuerpo-libre
https://slidetodoc.com/equilibrium-of-coplanar-concurrent-force-systems-equilibrium-of/
EJEMPLO 1
El objeto de la figura a pesa 400 N y pende en estado de reposo. Encuentre
las tensiones de las dos cuerdas que lo sostienen. (Recuerde que la tensión es
la fuerza con que una cuerda tira de un objeto.)
 EJEMPLO 2
Como se muestra en la figura, la tensión de la cuerda horizontal es 30 N.
Encuéntrese el peso del objeto, sabiendo que el sistema está en equilibrio.
Ángulo = 40°
RESUELVE EL SIGUIENTE EJERCICIO…
Una cuerda se extiende entre dos postes. Una piñata de 90 N se cuelga como
se muestra en la figura.
a) Realice el diagrama de cuerpo libre.
b) Encuéntrense las tensiones en las dos secciones de la cuerda.

40º 30º