TRABAJO PRACTICO CAPITULO 2

Transcripción

1 TRABAJO PRACTICO CAPITULO 2

2 PREGUNTAS CONCEPTUALES Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas que lo sacan de su posición original y lo ponen en movimiento se producen fenómenos físicos que pueden incidir tanto en las en las obras de Arquitectura como en los Objetos de Diseño Industrial. Cuantificar estos fenómenos con medidas de longitud y de tiempo, es de suma importancia en la etapa de diseño. Piensa, analiza y responde, fundamentando con textos y gráficos: 1- Cuál o cuales de las siguientes afirmaciones es verdadera? a- En el MRU, el área comprendida entre el gráfico que representa la distancia y el eje del tiempo representa la velocidad. b- En el MRU, el área comprendida entre el gráfico que representa la distancia y el eje horizontal representa el tiempo. c- En el MRU, la velocidad es directamente proporcional al tiempo. d- En un MRU, el área comprendida entre el gráfico que representa la velocidad y el eje del tiempo representa la distancia. 2- Sabemos que la aceleración de la gravedad en la Tierra es 9,8 m/s 2. Esto significa que: (marcar verdadero: V ó falso: F según corresponda en cada caso). a- Los cuerpos caen con velocidad constante de 9,8 m/s. b- Un cuerpo que cae aumenta su velocidad en 9,8 m/s por cada segundo. c- Un cuerpo que cae recorre 9,8 m por cada segundo. d- Un cuerpo que cae demora 9,8 s en recorrer 9,8 m. 3- La caída libre ocurre cuando: a- Un objeto cae en el vacío. b- Se deja caer un cuerpo sin velocidad inicial. c- Un cuerpo cae en ausencia de gravedad. d- En un movimiento circular, un objeto cae por falta de aceleración centrípeta. 4- Se diseñan dos automóviles similares, pero de distinto tamaño, lo que implica que los mismos tendráne distinto peso. Se prueban los mismos haciendolos marchar a la misma velocidad. En cierto instante ambos aplican sus frenos, siendo la intensidad del frenado igual en ambos vehículos. Frente a la situación planteada responde: a- Respecto de los dos vehículos Se detienen al mismo tiempo? Grafica y fundamenta: El más liviano. b- En caso contrario, cuál lo hace primero? Grafica y fundamenta:

3 5- Indica aplicaciones en Arquitectura o Diseño Industrial, según sea la Carrera que cursas, de la fuerza centrifuga. Da dos ejemplos como mínimo. Uso de bombas centrífugas para elevar agua potable o agua servida. Uso de filtros centrífugos para atrapar impurezas del agua. 6- Por qué cuando se corta la cinta de la cortina de enrollar de una ventana, ésta cae? Qué tipo de movimiento realiza? Grafica, fundamenta y resuelve. Es una caída casi libre (hay rozamiento en la guía lateral y en el eje del rolo) que desenrrolla la cortina a partir del peso del extremo que está encajado en la guía. 7- Un grupo de profesionales de la Arquitectura debate sobre la forma cilíndrica, ángulos y curvas del tambor de las hormigoneras. A qué conclusión habrán llegado después de dicho debate, teniendo en cuenta las fuerzas que actúan cuando la hormigonera esta en servicio? Grafica, analiza y fundamenta. Especular acerca de la resistencia a la rotación que produce la carga de hormigón al rozar con la superficie del cilindro, al chocar con los batidores internos. Especular acerca del momento total de resistencia que debe enfrentar el motor al producir la rotación para mez- clar. Especular acerca de la relación entre la forma del trompo, su inclinación y la capacidad neta de éste en las diferentes posiciones. Se puede calcular el momento que debe soportar el eje de rodamiento debido a la carga excéntrica. Que los alumnos vean la complejidad de cualquier comportamiento mecánico combinado 8- Es necesario conocer la velocidad de un automóvil, Crees que es posible hacerlo determinando sólo una vez la posición del vehículo? Justifica tu respuesta.. No, es necesario obtener datos de posición y de tiempo al menos en dos puntos del recorrido, y aún así serían insuficientes para determinar si el automóvil está en MRU o en MRUV o bien si el desplazamiento no es rectilíneo y sólo es observable la rapidez. 9- Si nos dicen que hay un objeto sobre un plano inclinado (al que no podemos ver), y la única información que nos dan es que la resultante de las fuerzas aplicadas al mismo es nula, puedes asegurar que: a) El objeto permanece quieto. b) El objeto desciende con velocidad constante. c) El objeto asciende con velocidad constante. d) El objeto desciende con aceleración constante. e) No es posible saber si el mismo está quieto, desciende o asciende.

4 10- Se designó un equipo de Diseñadores para el desarrollo del proyecto de un parque de diversiones. Cada uno trabaja en juego diferente,en este caso se trata de analizar algunos parámetros en el diseño de la calesita que debe ciertamente cumplir con normas de seguridad, entre otras. DATO:La calesita da una vuelta cada 30 s. Sabiendo que un caballo está ubicado a 5 m del centro, cuál es la velocidad tangencial que posee el niño subido a éste? Vtg = vel ang x radio = Si el niño se sube al tren que está en el centro, a 2 m del eje. Cuál es su velocidad ahora? Vtg = 0,418 m/s Por qué cambia la velocidad tangencial si la calesita siempre gira con la misma frecuencia Porque ha cambiado el radio de giro o distancia al centro de giro del objeto considerado. EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN NUMÉRICA 1- El Taipei 101 (China) es un edificio que cuenta con 101 plantas por encima del suelo. Si estimamos el alto de cada planta en 3,60 m y que la velocidad del ascensor es de 60 km/h Cuánto demora en llegar de la planta baja hasta el piso 101? Grafica y resuelve. 2- El tacómetro de un auto indica que su motor está girando a 2500 R.P.M. Para poder calibrar el motor, se necesita saber cuál es el ángulo girado en una milésima de segundo. Cuál es dicho valor, expresado en grados sexagesimales? Resuelve. w = 2500 RPM = 2500 x 360º/60s = 15000º/s El ángulo girado a es a = w.t siendo t = una milésima de segundo (0,001 s) Entonces a = 15000º/s x 0,001 s = 15º 3- Si observas que una plomada cae desde un 10º piso de un edificio en construcción y la misma llega al suelo luego de 1,6s. a- Puedes decir cuál es la velocidad inicial con la cual se la larga? Cada piso mide 2,80 m. d = 2,8 m x 10 = 28 m. t = 1,6 s como la fórmula es despejando vi resulta

5 vi = 9,66m/s b- Es posible saber la aceleración de la gravedad si se supone que el cuerpo considerado se desplaza en caída libre? Si el cuerpo estuviera en caída libre, tenemos como dato que tarda 1,6 s en recorrer 28 m, pero la fórmula que relaciona estas cantidades es d= donde la incógnita es g despejando, resulta: g = 2 d / t 2 es decir g = 2 x 28 m decir g = 2 x 28 m / (1,6s) 2 = 21,875 m/s 2 En ese caso, Cuál sería su valor? 21,875 m/s 2 4- Se quiere arrojar un proyectil utilizando un dispositivo diseñado para los juegos Olímpicos. La idea es que el mismo llegue a superar los 100m de altura. Cuál será la velocidad inicial que deberá tener el proyectil para que llegue a alcanzar esa altura? Vi = 5- Ahora calcula la velocidad de un automóvil para cada intervalo de tiempo y grafícala en un diagrama velocidad -tiempo.justifica analíticamente. Velocidad constante 10 km/h. (2,77 m/s) VELOCIDAD TIEMPO 0seg 4seg 8seg

6 6- Un camión hormigonero cuya velocidad es de 20 m/s y que lleva recorridos 50 km, tiene todavía tres horas más de viaje hasta llegar a la obra. Determina a cuantos Km se encuentra la obra tomando como origen el punto de partida del camión hormigonero y considerando que la velocidad es constante. d= di+vt= m+20 m/s x s= m Distancia= 266 km 7- Determine el tiempo que demora un móvil en recorrer diez veces el perímetro de una circunferencia de 5m de diámetro. La velocidad del móvil es cte. y alcanza los 15 km/hora. Determina la frecuencia (f) y el período(t). distancia total= 2.π.2,5 m.10=157,08m v= d/t t=d/v= 157,08 m/(4,17 m/s)=37,67s F= 1/T F= 6