Proyecto de Fisica Montaña Rusa
Proyecto de Fisica Montaña Rusa
Proyecto de Fisica Montaña Rusa
REA DE INGENIERA
CIVIL
GRUPO 2
2015
INTRODUCCION
Todos habitualmente utilizamos palabras como trabajo, potencia o energa. En esta unidad
precisaremos su significado en el contexto de la fsica; valoraremos la necesidad de tal
precisin para abordar muchos hechos cotidianos; investigar nuevas aplicaciones;
comprobaremos que el clculo de un trabajo (W), de una potencia (P) desarrollada por una
mquina o el control de la energa (E) consumida o almacenada, resultan muy tiles para el
mantenimiento y desarrollo de la sociedad en que vivimos.
OBJEIVO GENERAL
Definir y estudiar las frmulas de trabajo, energa y potencia y aplicar los conceptos para
ayudarnos a resolver problemas definiendo y demostrando por medio de ejemplos el
conocimiento de las unidades, analizar y aplicar los conocimientos sobre la relacin entre la
realizacin de un trabajo y el cambio de energa cintica y el principio de la energa
mecnica adems determinar la relacin del tiempo, fuerza, distancia y velocidad con la
potencia.
OBJEIVOS ESPECIFICOS
-Brindar informacin sobre la montaa rusa..
-Informar sobre los distintos tipos de montaas.
-Dar a conocer el proceso de construccin de una montaa rusa a pequea escala.
MARCO TEORICO
Trabajo y Energa
En el lenguaje ordinario, trabajo y energa tienen un significado distinto al que tienen en
fsica.
Por ejemplo una persona sostiene una maleta; lo que estamos realizando es
un esfuerzo (esfuerzo muscular, que produce un cansancio), que es distinto del concepto de
trabajo.
Trabajo: decimos que realizamos un trabajo cuando la fuerza que aplicamos produce un
desplazamiento en la direccin de esta.
Es decir mientras la maleta este suspendida de la mano (inmvil) no estamos realizando
ningn trabajo.
Energa: Capacidad que tienen los cuerpos para producir transformaciones, como por
ejemplo un trabajo.
Por ejemplo, cuando uno est cansado, decimos que ha perdido energa, y cuando esta
descansado y fuerte, decimos que est lleno de energa.
Si un coche se queda sin combustible, posiblemente pienses que carece de energa, que no
es del todo cierto, ya que puede rodar cuesta abajo.
El Trabajo y la Energa son magnitudes escalares, es decir, no tienen direccin ni sentido.
Trabajo hecho por una fuerza constante
1-Sin desplazamiento no hay trabajo
Cuando sostenemos una maleta en la mano, no existe trabajo porque no hay
desplazamiento.
2-El desplazamiento ha de producirse en la direccin de la fuerza. Todo
desplazamiento perpendicular a la direccin de la fuerza no implica realizacin de
trabajo.
Trabajo = Fuerza x Desplazamiento
W =F.x
Hay que destacar que F (Fuerza), es la fuerza neta, es decir la resultante que acta sobre el
cuerpo, y que en este caso, es una fuerza constante.
Cuando la trayectoria es rectilnea, el desplazamiento coincide con el espacio recorrido y
por lo tanto se puede decir que:
Trabajo = Fuerza x espacio
Concepto de Potencia
Si subimos lentamente unas escaleras y despus lo hacemos rpidamente, el trabajo
realizado es el mismo en ambos casos, pero nuestra potencia es mayor en el segundo caso,
porque realizamos el trabajo ms rpidamente.
Para expresar la rapidez con la que realizamos un trabajo, utilizamos el concepto potencia.
Una mquina es ms potente que otra, si es capaz de realizar el mismo trabajo en menos
tiempo. La relacin entre potencia, trabajo y tiempo invertido se puede expresar de la
manera siguiente:
Energa Mecnica
Como ya hemos visto, un cuerpo tiene energa, cuando tiene capacidad para llevar a
trmino un trabajo.
El trabajo es la manera de expresar la cantidad de energa que ha pasado de una forma a
otra forma o de un lugar a otro.
La Energa Mecnica,
movimientos. Esta forma de energa se estudia bajo dos aspectos: energa cintica y energa
potencial.
Energa Cintica
Se define como la capacidad para efectuar un trabajo por medio del movimiento y depende
de la masa del cuerpo m y de su velocidad v.
Supongamos que aplicamos una fuerza a un cuerpo de masa m que esta en reposo, el
cuerpo se acelera, gana velocidad y recorre una cierta distancia, se hace un trabajo sobre
este, el cual se manifiesta en forma de Energa Cintica
. Si la fuerza continua
actuando sobre el cuerpo, se hace tambin sobre este un trabajo, que se transforma tambin
en energa cintica.
Energa Potencial
Todos los sistemas almacenan energa que pueden utilizar en cualquier momento para hacer
un trabajo.
Por tanto, la energa potencial de un cuerpo de masa m, situado a una altura h sobre un
nivel de referencia determinado, se denomina energa potencial gravitatoria.
La energa potencial gravitatoria equivale al trabajo que se realiza para elevar un cuerpo
hasta una altura determinada.
Figura#4: Recipiente
http://www.darwin-milenium.com/estudiante/Fisica/Temario/Tema5.htm
La bola llega hasta el fondo del bol, transformando la energa potencial que tenia en el
borde del recipiente en energa cintica; a continuacin la bola vuelve a subir hasta el
borde opuesto, recuperando as su energa potencial.(2)
La pelota se para por la accin de las fuerzas de rozamiento. Ahora bien, se ha perdido
energa? La respuesta es negativa; se ha perdido capacidad de hacer trabajo, pero no
energa, ya que esta se ha disipado al medio en forma de calor. Esta es otra manera de
transferencia de energa entre los cuerpos.
que las montaas rusas puedan funcionar sin ninguna ayudar mecnica externa, sino
hacerlo solo con la utilizacin de las leyes de la fsica.
De todos modos, hay que tener en cuenta la friccin producida por lo rieles. sta desacelera
la velocidad de la montaa rusa, produciendo que la energa total neta no sea totalmente
mecnica. Es decir, parte de la energa se pierde en calor por la friccin. De todos modos, la
energa total s permanece constante, dado que si se sumasen la energa potencial y cintica
ms el calor perdido por friccin, el resultado siempre sera mismo, constante. De este
modo, a la hora de disear las montaas rusas, los ingenieros siempre tienen que dejar un
margen para la prdida de energa por la friccin.
CONCLUSIONES.
Para construir la montaa rusa, respecto a la fsica, ha sido fundamental el principio de
conservacin de la energa, a la hora de pensar la estructura y por supuesto de la parte terica
del proyecto (vdeo explicativo subido anteriormente).
A la estructura me refiero a que hemos jugado con las alturas y los loopings para conseguir la
energa que necesitbamos, transformndola continuamente de energa potencial a cintica.
El rozamiento no es constante, es muy complicado que lo sea y en nuestro caso lo es todava ms,
porque nuestras vas son de plastilina encolada. Pero a pesar de intentar hacer las vas lo ms
lisas posibles y encolarlas de manera uniforme; es algo prcticamente imposible.
Siempre queda alguna arruga, una zona con ms cola, una zona de plastilina ms gruesa y
pequeos detalles como estos que hacen que el rozamiento no sea constante en toda la montaa
rusa.
BIBLIOGRAFIA