LA APLICACIÓN DE LA ESTÁTICA EN LA INGENIERÍA CIVIL La estática es muy importante para la ingeniería civil ya que con esta materia podemos entender lo que son las reacciones y la suma de momentos en lo que son estructuras, también es la base fundamental de otras materias como son: resistencia de materiales, análisis estructural, dinámica hidráulica, etc. Así como tener en cuenta que la estática está en la vida diaria y que es regida por las tres leyes de newton las cuales son: ley de inercia, principio fundamental de la dinámica y acción-reacción. Ya que la estática constituye una parte importante del estudio de la mecánica por que proporciona métodos para la determinación de las reacciones de apoyo, ya que también tenemos que calcular los nodos de una armadura así como saber si es estable o no, por lo que la estática es muy importante para la carrera civil. La primera ley de newton: es estática y también tiene una parte dinámica y esta ley solo puede ser experimentada en laboratorio. La segunda ley de newton: es totalmente dinámica, ya que si a un cuerpo se le aplica un a fuerza este cuerpo se va desplazar en la dirección que se le aplico la fuerza y a su vez va a llevar una aceleración, esta ley es la fundamental en la materia de dinámica. La tercera ley de newton: esta ley es totalmente estática que es la ley de la acciónreacción, esta ley es fundamental en la materia de estática, ya que los cuerpos están en reposo las fuerzas aplicadas al cuerpo siempre van a ser iguales y en sentido contrario esto hace que el cuerpo conserve su equilibrio estático. En la estática siempre van a tener estructuras estáticas, entonces de ahí es que esta materia es muy importante para dar paso a otras materias ya que en estática se van a adquirir los conocimientos y aptitudes para saber calcular este tipo de estructuras. Aunque cabe señalar que también tiene mucho que ver la dinámica. En la estática siempre se va a estar utilizando la tercera ley de newton ya que lo que pretende esta ley es que todo lo que construya un ingeniero civil siempre debe mantener su equilibrio estático, ya que de lo contrario si las estructuras tienen un cierto grado de error entonces estas van a llegar a fallar. Es base fundamental para nuestra carrera (ing. civil) y además es una materia que tiene mucho enlace con análisis estructura, entonces nosotros como futuros constructores debemos saber muy bien para poder ejercer la ingeniería civil. Como por ejemplo edificios, hospitales, puentes entre otras, y es aquí donde uno tiene que aplicar la estática para saber cómo van a estar distribuidas nuestras cargas y fuerzas, además que tipo de cargas va estar recibiendo nuestro edificio o nuestra estructura, entonces es muy importante hacer un análisis de que tan segura será nuestra construcción aplicando ciertas leyes de cálculo.
Bibliografía: http://www.monografias.com/trabajos94/estatica-aplicada-ingenieria-civil/estaticaaplicada-ingenieria-civil.shtml#ixzz337vvSuEn CASTAÑEDA FERNANDEZ AQUILINO
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD: INGENIERIA Y ARQUITECTURA. ESCUELA: INGENIERIA CIVIL. TEMA: LAS LEYES DE NEWTON Y SUS APLICACIONES EN LA INGENIERIA CIVILCURSO : ESTATICA.DOCENTE : ING. DE LA CRUZ ORIUNDO, Hugo Pavel.ALUMNO : HUARCAYA AGUILAR, Wilber. Ayacucho, setiembre 2012 1 2. INDICE Pag.CARATULA 01INTRODUCCION 03LAS LEYES DE NEWTON 05APLICACIONES EN LA INGENIERIA CIVIL 06CONCLUCIONES 09RECOMENDACIONES 10BIBLIOGRAFIA 11 2 3. INTRODUCCIÓN Si bien es cierto los pueblos de la antigüedad como los Griegos y los Romanosconocieron la influencia de la mecánica en la construcción, veremos cómo; Las leyes deNewton son aplicadas hoy en el campo de la Ingeniería Civil, Este tema es muy interesante, porque analizando bien, en principio, el contenidode las Leyes de Newton; comprenderemos lo valioso que resulta en nuestra carrera comoestudiantes, luego sus aplicaciones ya en campo, como profesionales en Ingeniería Civil. Nuestro propósito fundamental es saber y comprender como se cumplen estas tresLeyes de Newton, en todo proyecto relacionado a la ingeniería civil, para eso ilustraremosalgunos ejemplos, donde claramente se puede notar la acción de estas leyes. Para esto, comenzaremos por señalar de cómo se establece estos principiosfundamentales, los cuales constituyen la base de gran parte de la ingeniería moderna.Desde entonces se requiere el conocimiento de estos principios para el diseño y análisisde casi todos los instrumentos y sistemas. La mecánica es la ciencia más antigua de las ciencias físicas. Los escritos másantiguos que se registran a cerca de esta materia son los de Arquímedes (287-212 a. C.)referentes al principio de la palanca y al principio del empuje. Galileo Galilei, (1564-1642) con sus revolucionarios descubrimientos astronómicos ydel movimiento de los cuerpos, fue el primero en plantear que los cuerpos bajo la acciónde un campo gravitacional caen a la misma velocidad no importando su masa. Pero no fue hasta la llegada de Isaac Newton (1642-1727) con el planteamiento delas tres leyes fundamentales, que cuantifican los fenómenos naturales modificando lavisión del mundo que tenían los científicos. 3 4. Lo que Newton plantea en esos años es totalmente revolucionario, durante toda lahistoria de la humanidad hasta ese siglo las fuerzas de la naturaleza han actuado sobre elhombre sin que éste tenga la menor idea de las leyes que las gobiernan y durante siglos seha conformado con las explicaciones mágico-religiosas, en el sentido de un destino o lavoluntad de un ser supremo, sin embargo en este siglo, al menos algunos hombres, se dancuenta de que pueden reducir el accionar de la naturaleza a fórmulas matemáticas(gravitación universal)y por lo tanto iniciar la comprensión de los principios que las rigen. Este significativo, cambio en el modo de pensar, daría inicio al progreso científico ytecnológico, en todos las áreas, como la ingeniería civil, para el diseño estructural con lasaplicaciones de los conocimientos sobre la interacción de las fuerzas físicas a la resoluciónde problemas prácticos, como el de construir estructuras donde cobijarnos o estructuraspara cruzar obstáculos geográficos, que hasta hoy disfrutamos, ya el hombre no está amerced de la naturaleza, la puede entender, y de ser necesario modificar para subeneficio. 4
5. LAS LEYES DE NEWTON Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan elmovimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son lasmismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y suobra como la culminación de la revolución científica. La Ingeniería Civil, se toma de la mecánica como medio, fundamentalmente para eldiseño de estructuras, y esta a su vez de las Leyes de Newton, para entender el avance dela ingeniería hay que analizar el avance de las ciencias físicas y su evolución en los últimostres siglos, que es la época en donde se desarrollan las técnicas que luego se utilizarán enel análisis y diseño. Podemos decir entonces que todo se inicia con Isaac Newton (1642-1727) y suplanteamiento de las tres leyes fundamentales:PRIMERA LEY: Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es cero, la partículapermanecerá en reposo (si originalmente estaba en reposo) o se moverá con velocidadconstante en línea recta (si originalmente estaba en movimiento).SEGUNDA LEY: Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, la partículatendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en la dirección deésta.TERCERA LEY: Las fuerzas de acción y reacción de cuerpos en contacto tienen la mismamagnitud, la misma línea de acción y sentidos opuestos. Además de estas leyes fundamentales, Newton constituyó la ley de la gravitación,donde establece, que dos cuerpos se atraen mutuamente con fuerzas opuestas, que enconjunto con las tres leyes impulsaron el progreso científico por los siguientes 300 años. 5 6. APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVILEncontramos diversos casos dentro de los proyectos que realiza la ingeniería civil dondese presentan las leyes de Newton:1. PUENTES. Los puentes se pueden clasificar en diferentes tipos, de acuerdo a diversos conceptos como el tipo de material utilizado en su construcción, el sistema estructural predominante, el sistema constructivo utilizado, el uso del puente, la ubicación de la calzada en la estructura del puente, etc. Y en todas actúa las fuerzas de tracción y compresión.Leyes que actúan: Tercera Ley de Newton, esto se cumple en el centro del arco y la cimentación de los pilares. Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Ley de la gravitación: Aquí el peso de todo el puente tendrá a ser atraído por la gravedad. Primera Ley de Newton: En este caso el puente permanece en reposo(estable), al paso de un vehículo solo sufrirá una pequeña vibración. ACCION Y REACCION ACCION Y REACCION ACCION Y REACCION LEY DE GRAVITACION 6 7. 2. EDIFICIOS O VIVIENDAS: Los edificios o viviendas se construyen para que se mantengan en estabilidad, esa estabilidad solamente estas logrando para cargas muertas que es el peso propio del edificio, por lo cual por ejemplo un edificio que pesa unas veinte toneladas el suelo tiene que responder con esa misma magnitud; sea cual sea su condición, de no ser así el edificio tendría a caerse, entonces ya los Ingenieros Civiles somos los encargados de darle condiciones para que el suele reaccione con la fuerza que deseamos. Entonces una vez observado esto diremos las leyes q actúan son: Primera Ley de Newton: Porque el edificio o la vivienda se construye para que permanezca en reposo, sosteniéndose de forma estable. Tercera Ley de Newton: Porque el suelo está
sosteniendo con la misma fuerza pero en sentido contrario, sino fuera así tendería a hundirse la construcción. ESTABILIDAD REACION DEL SUELO 7 8. 3. CANAL DE IRRIGACION O SIMILARESLeyes que actúan: Segunda Ley de Newton: En este caso los canales se construyen siempre con una pendiente, para darle aceleración al agua y pueda fluir, de no ser así el agua tendría a estar en reposo como en una represa o laguna. CANALES DE IRRIGACION EXISTE UNA PENDIENTE 8 9. CONCLUSIONES Es tan importante la contribución que realizo Newton, fue revolucionario para todas laciencias que hasta la actualidad son la base fundamental de muchas ramas de la física, eneste caso es la mecánica la ciencia que nos ayuda a elaborar diseño de estructuras, el cuales el tema que nos interesa como ingenieros. Las aplicaciones prácticas en la ingeniería son muy numerosas, siendo quizá la partede la mecánica más empleada. Esto es así especialmente en la ingeniería civil y en elanálisis estructural, por lo general las estructuras se diseñan para estar y permanecer enreposo o en un equilibrio de fuerzas, bajo las cargas de servicio estáticas, o para que sumovimiento bajo cargas dinámicas sea pequeño y estable (vibraciones).Por lo tanto, LAS LEYES DE NEWTON SI SE CUMPLEN EN EL CAMPO DE LA INGENIERIACIVIL. 9 10. RECOMENDACIONES Si aplicamos esta visión del mundo al análisis estructural resulta que nosotrospodemos conocer con todo detalle todas las fuerzas que actúan sobre una estructura,podemos calcular que efectos producirán y podemos dimensionar los elementosestructurales del material que queramos para soportar estos efectos. Todo esto con laabsoluta certeza de que si medimos bien las cosas y utilizamos las herramientasmatemáticas adecuadas obtendremos estructuras seguras. Entonces creo que basándonos en estos principios, como las leyes de Newton, sepuede diseñar estructura capaces de soportar cualquier sobrecarga imaginable, elproblema es que nunca vamos a estar seguros si esa sobrecarga va a ser realmente la másgrande que tendrá que soportar a lo largo de su vida, por lo tanto, por más que sobrediseñemos la estructura, no vamos a estar ciento por cien seguros que nunca fallará. Para finalizar creo que el mensaje para nosotros los estudiantes de ingeniería engeneral, y en particular para los que estudian diseño de estructuras, es que en el estadoactual de las técnicas de análisis y diseño y a pesar de los grandes avances obtenidos conel uso de computadoras, debemos ser prudentes y sensatos y pensar que siempre eldiseño más cuidadoso y bien calculado, con las estimaciones de carga más rigurosas,trabajando en el ambiente más controlado que podamos imaginar, es susceptible de fallary por lo tanto debemos anticipar de qué forma podría ocurrir la falla y por qué causassería más probable que ocurriera y tomar las previsiones necesarias para evitar dentro delo posible los daños personales, en caso de producirse un terremoto por ejemplo. 10 11. BIBLIOGRAFIA1. Beer, Ferdinand P.; E.Russell Johnston, Jr. & Elliot R. Esienberg. Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática. 7ª edición. McGraw Hill. México: 20042. Beer, Ferdinand P.; E. Russell Johnston, Jr. & John T. De Wolf. Mecánica de Materiales. 3ª edición. McGraw Hill. México: 20043. Nilson, Arthur H. Diseño de Estructuras de Concreto. 12ª Edición. McGraw Hill. Santa Fe de Bogotá: 19994. Gamow, George. Biografía de la Física. Alianza Editorial S. A. Madrid:
1980, 1983, 1985, 1988.5. Hagáis, Evandro. Temas y Problemas de Filosofía de la Física. Editorial Herder. Barcelona: 19786. Sklar, Lawrence. Filosofía de la Física. Alianza Universidad. Alianza Editorial Madrid: 1994.7. http://www.monografias.com/trabajos81/fuerzas-construccion-puentecolgante/fuerzas-construccion-puente-colgante2.shtml Fecha de publicación: 25 Mayo – 2010, Fecha de descarga: 05-Setiembre-2012 11
