Proyecto de Fisica(Pre-Espol)

1. *

2. La primera contribución importante se debe a Aristóteles. Aristóteles
define, el movimiento, lo dinámico móvil, como “La realización acto, de
una capacidad o posibilidad de ser potencia, en tanto que se está
actualizando”. El problema está en que Aristóteles invierte el estudio de
la cinemática y dinámica, estudiando primero las causas del movimiento
y después del movimiento de los cuerpos.
Este error dificultó el avance en el conocimiento del fenómeno hasta, en
primera instancia, San Alberto Magno, que fue quien advirtió este error,
y, en última instancia hasta, Galileo Galilei e Isaac Newton.
La comprensión de las leyes de dinámica clásica le ha permitido al
hombre determinar el valor, dirección y sentido de la fuerza que hay que
aplicar para que se produzca un determinado movimiento o cambio en el
cuerpo. Por ejemplo, para hacer que un cohete se aleje de la Tierra, hay
que aplicar una determinada fuerza para vencer la fuerza de gravedad
que lo atrae; de la misma manera, para que un mecanismo transporte
una determinada carga hay que aplicarle una fuerza adecuada en el lugar
adecuado.
INTRODUCCION

3. En este proyecto veremos aplicaciones de lo que es la masa,
velocidad, aceleración centrípeta, fuerza, fuerza
centrípeta, energía potencial, energía cinética, trabajo,
fricción, equilibrio de fuerzas, Teorema Trabajo-Energía, Ley
de la conservación de la energía y la 1° y 3° Ley de Newton
aplicadas en un fenómeno que llamamos “rampa de autos”
Además en este experimento compararemos lo que en la
pista en dos situaciones diferentes. Realizaremos cálculos
que nos permitan comprobar lo que planteamos. También
obtendremos la altura mínima a la que debemos dejar caer
el carrito de juguete para que dé la vuelta completa en la
pista, así como también a una altura en donde el carrito no
pueda dar su giro completamente. Finalmente analizaremos
las teorías que propusimos antes de realizar el experimento,
con los resultados que obtuvimos después de hacer el
experimento.

4. Objetivo General
Demostrar con una rampa hecha a base de materiales
comunes, la conservación de la Energía mecánica y la
Fuerza centrípeta en una trayectoria circular.
Objetivo Específico
Demostrar la altura necesaria que debe poseer la parte
circular de la rampa para que el móvil pueda dar la
vuelta con cierta velocidad mínima, calculada con
sumatoria de fuerzas centrípetas y con la conservación de
la Energía mecánica, verificando que su altura sea la
correcta.

5. MARCO TEÓRICO
Factores que influyeron en el desarrollo del experimento:
Masa: Cantidad de materia contenida en un cuerpo.
Velocidad: Es la distancia que recorre un móvil en determinado tiempo.
La fórmula para calcular la velocidad es v=dt.
Aceleración: Cambios de velocidad que se dan en un tiempo. Su fórmula es: .
Aceleración centrípeta: Ac=V2R
Fuerza: Es interacción entre dos cuerpos en el cual siempre hay un cambio
(crea aceleración o cambio de dirección).

6. Fuerza Centrípeta: Cualquier movimiento sobre un camino curvo representa
un movimiento acelerado, y por tanto requiere una fuerza dirigida hacia el
centro de la curvatura del camino.
Fuerza centrípeta significa: “fuerza buscando centro”. Cuando un cuerpo
gira alrededor de un eje, este presenta dos fuerzas que se oponen, la fuerza
centrípeta y la fuerza centrífuga. La fuerza centrípeta es la fuerza que
mantiene dando vueltas alrededor, mientras que la fuerza centrífuga es la
fuerza que empuja el cuerpo lejos del eje, perpendicular a la superficie de
giro.
Su fórmula es:Fc=mV2R , en donde m es la masa, y V2Res la aceleración
centrípeta.
Energía: Capacidad de un cuerpo o sistema para ejercer fuerzas sobre otros
sistemas o entre sus propios subsistemas.
Energía Cinética: Es la energía del movimiento. La energía cinética de un
objeto es la energía que posee a consecuencia de su movimiento. Depende
de la masa y la velocidad del cuerpo. Su fórmula es:Ec=12mv2

7. Fricción
La fricción es una fuerza de contacto que
actúa para oponerse al movimiento
deslizante entre superficies.
Se define como fuerza de rozamiento o
fuerza de fricción, a la fuerza entre dos
superficies en contacto, a aquella que se
opone al movimiento relativo entre ambas
superficies de contacto (fuerza de fricción
dinámica) o a la fuerza que se opone al
inicio del deslizamiento (fuerza de
fricción estática).

8. Trabajo
En mecánica clásica, se dice que una fuerza realiza trabajo cuando altera el
estado de movimiento de un cuerpo. El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo
será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo de manera
acelerada. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la
letra (del inglés Work) y se expresa en unidades
Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía,2 nunca se refiere a
él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
se entiende por trabajo a la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia
que recorre dicha fuerza. Esta puede ser aplicada a un punto imaginario o a
un cuerpo para moverlo. Pero hay que tener en cuenta también, que la
dirección de la fuerza puede o no coincidir con la dirección sobre la que se
está moviendo el cuerpo. En caso de no coincidir, hay que tener en cuenta el
ángulo que separa estas dos direcciones.
T = F. d. Cosα
Por lo tanto. El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia y por
el coseno del ángulo que existe entre la dirección de la fuerza y la dirección
que recorre el punto o el objeto que se mueve.

9. Fuerza centrípeta
La fuerza centrípeta que actúa sobre un objeto que se mueve en una
trayectoria circular hacia el punto central. Esta fuerza se contrapone a la
fuerza centrífuga, que jala un objeto en movimiento hacia fuera de un
punto central circular. Usando un auto a control remoto a escala, corre el
auto a una velocidad suficientemente elevada para que derrape mientras
gira. Aquí la fuerza centrípeta es la resistencia de la fricción entre las
llantas y la superficie del camino. Cuando la velocidad del auto a escala se
vuelve suficientemente elevada para que la fuerza centrípeta ya no pueda
empujarlo a esa velocidad, derrapa.
Esta fuerza hace que el cuerpo siga una trayectoria circular. Cuando un
objeto se mueve a través de una curva, este se acelera ya que la velocidad
cambia continuamente su dirección.
El término centrípeta proviene del "latin centrum", que significa centro y
"petere", que significa dirigirse hacia. En otras palabras significa dirigirse
hacia el centro. Esta fuerza puede ser obtenida a partir de las leyes de
Newton. La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la
dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica

10. Metodología
Para cumplir los objetivos específicos, utilizamos materiales
caseros como: cartón, madera, cinta de papel, regla, tijeras,
alambre para formar la parte circular de nuestra rampa. Con el
cual se va a dejar caer el móvil desde cierta altura h, para que
este adquiera la velocidad necesaria para que el móvil logre dar la
vuelta a la trayectoria circular.
Análisis de datos
Altura de dónde es lanzada H =?
Altura de la parte circular “h = 0,22m”
V (Velocidad en el punto más bajo)
V (Velocidad mínima)
Cuando se quiere calcular la Velocidad mínima necesaria para que
el objeto dé la vuelta, no se considera la Fuerza Normal.

14. RECOMENDACIONES
Es sugerible, aumentarle el 9.67% de altura a su base mayor. Ya que estamos
considerando que no existen (Fuerzas no conservativas) como la fricción, lo cual es
falso. Porque no existe superficie ideal, es decir sin fricción.
CONCLUSIÓN
Con nuestro proyecto demostramos la altura que debe tener la base mayor de la
cual es lanzada y a la velocidad que debe ir, para que logre realizar la trayectoria
circular del risco.
BIBLIOGRAFIA
Pople, Stephen, “Energía potencial gravitacional y energía cinética”, en Física
Razonada, Ed. Trillas, México 1997, págs. 98-99
Wilson D., Jerry, “Trabajo y Energía”, en Física, 5° ed., Ed. Wilson, México 2003,
pág. 920
Energia, potencia y trabajo en http://fisicaept.blogspot.com/p/aprendo-
experimentando.html, 22:00 p.m
Trabajo y energía en
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/trabajoyenergia/aulatrabajoyen
ergia.pdf , 22:09 p.m

15. ANEXOS