APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVIL
Encontramos diversos casos dentro de los proyectos que realia la in!enier"a civil donde se presentan las leyes de Ne#ton$
P%EN&ES Los puentes se pueden clasi'car en di(erentes tipos) de acuerdo a diversos dive rsos conceptos como el tipo de material utiliado en su construcci*n) el sistema estructural predominante) el sistema constructivo utiliado) el uso del puente) la u+icaci*n de la calada en la estructura del puente) etc, - en todas act.a las (ueras (ue ras de tracci*n y compresi*n,
Leyes que act.an$ / 0&ercera Ley de Ne#ton) esto se cumple en el centro del arco y la cimentaci*n de los pilares, Las (ueras siempre se presentan en pares de i!ual ma!nitud) sentido opuesto y est1n situadas so+re la misma recta, / 0Ley de la !ravitaci*n$ Aqu" el peso de todo el puente tendr1 a ser atra"do por la !ravedad, / 0Primera Ley de Ne#ton$ En este caso el puente permanece en reposo 2esta+le3) al paso de un ve4"culo solo su(rir1 una peque5a vi+raci*n,
E6I7ICIOS O VIVIEN6AS$ Los edi'cios o viviendas se construyen para que se manten!an en esta+ilidad) esa esta+ilidad solamente estas lo!rando para car!as muertas que es el peso propio del edi'cio) por lo cual por e8emplo un edi'cio que pesa unas veinte toneladas el suelo tiene que responder con esa misma ma!nitud9 sea cual sea su condici*n) de no ser as" el edi'cio tendr"a a caerse) entonces ya los In!enieros Civiles son los encar!ados de darle condiciones para que el suele reaccione con la (uera que se desea, Entonces una ve o+servado esto diremos las leyes que act.an son$
/ 0 Primera Ley de Ne#ton$ Porque el edi'cio o la vivienda se construye para que permaneca en reposo) sosteni:ndose de (orma esta+le, 0 &ercera Ley de Ne#ton$ Porque el suelo est1 sosteniendo con la misma (uera pero en sentido contrario) sino (uera as" tender"a a 4undirse la construcci*n,
;, CANAL 6E IRRIGACI
que se aplican$
/ Se!unda Ley de Ne#ton$ En este caso los canales se construyen siempre con una pendiente) para darle aceleraci*n al a!ua y pueda >uir) de no ser as" el a!ua tendr"a a estar en reposo como en una represa o la!una,
Re(erencias$ 4ttp$??es,scri+d,com?doc?@@@BD?Leyes0de0Ne#ton0y0Sus0Aplicaciones0en0La0In!enieria0Civil
APLICACIONES EN LA AERONF%&ICA
%na aeronave surca a una velocidad constante cuando el impulso 0 la (uera del motor que mueve al avi*n a trav:s del aire 0 equili+ra eactamente el roce, El roce es la (uera de la interacci*n del aire contra el casco de la aeronave y su direcci*n es opuesta al movimiento de la aeronave, El roce no cam+ia a menos que el piloto aumente la velocidad) el impulso) de la aeronave, Las tur+ulencias de aire y las tormentas el:ctricas tam+i:n cam+iar el roce en la aeronave, En este caso) el piloto equili+ra la (uera al cam+iar el impulso,
CO=O V%ELA %N HELICOP&ERO
Empleando la tercera ley de Ne#ton) es posi+le entender c*mo o+tiene un 4elic*ptero su (uera de sustentaci*n, Las aspas tienen la (orma adecuada para (orar 4acia a+a8o las part"culas de aire 2acci*n3) y el aire a su ve (uera las aspas 4acia arri+a 2reacci*n3, A esta (uera de reacci*n 4acia arri+a se le llama sustentaci*n, Cuando la sustentaci*n i!uala al peso de la nave) :sta es capa de mantenerse en un mismo punto en el aire, Cuando la sustentaci*n es mayor) el 4elic*ptero asciende, Esto es cierto para las aves y los aviones, Las aves vuelan empu8ando el aire 4acia a+a8o, En el avi*n de propulsi*n a c4orro o de reacci*n) la nave epulsa !ases quemados 4acia atr1s y :stos a su ve empu8an la nave 4acia delante, En cualquier clase de vuelo 4oriontal o vertical) 4ay cuatro (ueras actuando so+re el 4elic*ptero$ Sustentaci*n) &racci*n) Peso y Resistencia, La sustentaci*n es la (uera necesaria para soportar el peso del 4elic*ptero9 La tracci*n es la (uera requerida para vencer la resistencia del (usela8e y dem1s componentes del 4elic*ptero9 El peso y la resistencia son) como en cualquier otro elemento) la particulares del 4elic*ptero y am+ientales respectivamente, 6urante el vuelo estacionario) es decir) sin movimiento respecto al suelo) el plano (ormado por la palas al !irar es per(ectamente paralelo al suelo 2en condiciones per(ectas y sin viento3, La sustentaci*n y la tracci*n coinciden y de+en de ser i!ual al peso, 2Siendo la resistencia nula3, Este plano) direcciona el aire 4acia a+a8o) (ormando una nu+e ima!inaria o colc4*n) que es lo que 4ace mantener en el aire al 4elic*ptero, Para volar 4acia delante) el plano (ormado por las palas) se inclina 4acia delante) por lo que ese aire es canaliado 4acia atr1s 2y 4acia a+a8o) si no el 4elic*ptero descender"a3) impulsando la tracci*n 4acia el movimiento del 4elic*ptero) y manteniendo la sustentaci*n positiva con el empu8e del aire Cualquier fenómeno físico puede ser explicado y cuantificado partiendo de tres leyes fundamentales: la ley de conservación de la masa, la ley de conservación de la energía y la segunda ley de Newton. En futuros artículos nos centraremos en las dos primeras, ahora vamos a tratar de acercarnos un poco más a la segunda ley de Neton.
!asta el siglo "#$$ se creía que el efecto de una fuer%a aplicada so&re un o&'eto era proporcional a la velocidad que adquiría dicho o&'eto. (in em&argo, Newton logró demostrar que el efecto de la fuerza no era proporcional a la velocidad del objeto, sino a su aceleración. )*or qu+ es tan importante la segunda ley de Newton -undamentalmente, porque establece una relación causa-efecto para cualquier movimiento. sí, si conocemos el valor de la fuer%a que se ha e'ercido so&re un cuerpo, entonces la segunda ley de Neton nos dará la aceleración que +ste adquiere y podremos de esta manera predecir su movimiento. (i, por el contrario, conocemos el valor de la aceleración de un cuerpo, entonces podremos averiguar, a trav+s de la segunda ley de Neton, la fuer%a que se ha tenido que e'ercer so&re dicho cuerpo para que se mueva con la aceleración conocida. /as aplicaciones de la segunda ley de Newton son innumerables y se pueden encontrar en multitud de campos de estudio, tales como la medicina, la %oología, la geología, la física, la química o la ingeniería. En el mbito de la medicina y especialmente en traumatología, la segunda ley de Neton puede llegar a ser muy 0til para conocer las fuer%as a las que sometemos a nuestros huesos. *or e'emplo, cuando reci&imos un golpe en un hueso, +ste es sometido a una aceleración, que es consecuencia directa de la fuer%a del golpe. (i dicha fuer%a supera un determinado valor, el hueso podría fracturarse. En este caso, medimos la aceleración del hueso durante el golpe y luego calculamos la fuer%a que la provoca mediante la segunda ley de Neton para ver lo cerca que hemos estado de la fractura. En zoología, la fuer%a del mordisco de un animal se determina a partir de la medición de la aceleración que sufre un o&'eto que se pone en la &oca del animal para que lo muerda. 1 de esta forma, la segunda ley de Neton nos ayuda despu+s a calcular la fuer%a que ha e'ercido el mordisco so&re el o&'eto. 2tro e'emplo muy ilustrativo es el del movimiento de un coc!e. Conociendo la fuer%a que el motor e'erce so&re el coche para que avance podemos averiguar el valor de la aceleración del propio coche a trav+s de la segunda ley de Neton. *odríamos seguir enumerando m0ltiples aplicaciones de esta ley, como el movimiento de los planetas en ór&itas, el consumo de gasolina de un coche de&ido a su resistencia al paso del aire y
otras. *ero lo que sí queda demostrado es que su campo de aplica&ilidad es extensísimo y su utilidad es incalculable.
