ASIGNATURA: Fisica ASIGNATURA: Fisica I TEMA: Leyes de de Newton y su Aplicacion en la Ingenieria Civil. DOCENTE: Manuel Alvarez Segundo ESCUELA:
Ingenieria Civil.
CICLO: II INTEGRANTES: GARCILAZO MEDRANO Yony
REQUEZ MEDRANO Jeremias
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INTRODUCCIÓN
Si bien es cierto los pueblos de la antigüedad como los Griegos y los Romanos conocieron la influencia de la mecánica en la construcción, veremos cómo; Las leyes de Newton son aplicadas hoy en el campo de la Ingeniería Civil, Este tema es muy interesante, porque analizando bien, en principio, el contenido de las Leyes de Newton; comprenderemos lo valioso que resulta en nuestra carrera como estudiantes,
luego sus aplicaciones ya en campo, como
profesionales en Ingeniería Civil. Nuestro propósito fundamental es saber y comprender como se cumplen estas tres Leyes de Newton, en todo proyecto relacionado a la ingeniería civil, para eso ilustraremos algunos ejemplos, donde claramente se puede notar la acción de estas leyes. Para esto, comenzaremos por señalar de cómo se establece estos principios fundamentales, 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 análisis de casi todos los instrumentos y sistemas. La mecánica es la ciencia más antigua de las ciencias físicas. Los escritos más antiguos 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 y del movimiento de los cuerpos, fue el primero en plantear que los cuerpos bajo la acción de un campo gravitacional caen a la misma velocidad no importando su masa.
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Pero no fue hasta la llegada de Isaac Newton (1642-1727)
con el
planteamiento de las tres leyes fundamentales, que cuantifican los fenómenos naturales modificando la visión del mundo que tenían los científicos.
Lo que Newton plantea en esos años es totalmente revolucionario, durante toda la historia de la humanidad hasta ese siglo las fuerzas de la naturaleza han actuado sobre el hombre sin que éste tenga la menor idea de las leyes que las gobiernan y durante siglos se ha conformado con las explicaciones mágico-religiosas, en el sentido de un destino o la voluntad de un ser supremo, sin embargo en este siglo, al menos algunos hombres, se dan cuenta 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 y tecnológico, en todos las áreas, como la ingeniería civil, para el diseño estructural con las aplicaciones de los conocimientos sobre la interacción de las fuerzas físicas a la resolución de problemas prácticos, como el de construir estructuras donde cobijarnos o estructuras para cruzar obstáculos geográficos, que hasta hoy disfrutamos, ya el hombre no está a merced de la naturaleza, la puede entender, y de ser necesario modificar para su beneficio.
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LAS LEYES DE NEWTON Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la revolución científica.
La Ingeniería Civil, se toma de la mecánica como medio, fundamentalmente para el diseño de estructuras, y esta a su vez de las Leyes de Newton, para entender el avance de la ingeniería hay que analizar el avance de las ciencias físicas y su evolución en los últimos tres siglos, que es la época en donde se desarrollan las técnicas que luego se utilizarán en el análisis y diseño. Podemos decir entonces que todo se inicia con Isaac Newton (1642-1727) y su planteamiento de las tres leyes fundamentales:
PRIMERA LEY: Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es cero, la partícula permanecerá en reposo (si originalmente estaba en reposo) o se moverá con velocidad constante en línea recta (si originalmente estaba en movimiento) .
SEGUNDA LEY: Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, la partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en la dirección de ésta.
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TERCERA LEY: Las fuerzas de acción y reacción de cuerpos en contacto tienen la misma magnitud, 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 en conjunto con las tres leyes impulsaron el progreso científico por los siguientes 300 años.
APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVIL
Encontramos diversos casos dentro de los proyectos que realiza la ingeniería civil donde se 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.
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ACCION Y REACCION
A C C
N
IO
I C C A E R Y N
N Y R E A C C IO
I C C A
N
LEY DE GRAVITACION
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.
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ESTABILIDAD
REACION DEL SUELO
3. CANAL DE IRRIGACION O SIMILARES Leyes 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.
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CANALES DE IRRIGACION
EXISTE UNA PENDIENTE
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CONCLUSIONES
Es tan importante la contribución que realizo Newton, fue revolucionario para todas la ciencias que hasta la actualidad son la base fundamental de muchas ramas de la física, en este caso es la mecánica la ciencia que nos ayuda a elaborar diseño de estructuras, el cual es el tema que nos interesa como ingenieros.
Las aplicaciones prácticas en la ingeniería son muy numerosas, siendo quizá la parte de la mecánica más empleada. Esto es así especialmente en la ingeniería civil y en el análisis estructural, por lo general las estructuras se diseñan para estar y permanecer en reposo o en un equilibrio de fuerzas, bajo las cargas de servicio estáticas, o para que su movimiento bajo cargas dinámicas sea pequeño y estable (vibraciones).
Por lo tanto, LAS LEYES DE NEWTON SI SE CUMPLEN EN EL CAMPO DE LA
INGENIERIA CIVIL.
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RECOMENDACIONES
Si aplicamos esta visión del mundo al análisis estructural resulta que nosotros podemos conocer con todo detalle todas las fuerzas que actúan sobre una estructura, podemos calcular que efectos producirán y podemos dimensionar los elementos estructurales del material que queramos para soportar estos efectos. Todo esto con la absoluta certeza de que si medimos bien las cosas y utilizamos las herramientas matemáticas adecuadas obtendremos e structuras seguras.
Entonces creo que basándonos en estos principios, como las leyes de Newton, se puede diseñar estructura capaces de soportar cualquier sobrecarga imaginable, el problema es que nunca vamos a estar seguros si esa sobrecarga va a ser realmente la más grande que tendrá que soportar a lo largo de su vida, por lo tanto, por más que sobre diseñemos 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 en general, y en particular para los que estudian diseño de estructuras, es que en el estado actual de las técnicas de análisis y diseño y a pesar de los grandes avances obtenidos con el uso de computadoras, debemos ser prudentes y sensatos y pensar que siempre el diseño más cuidadoso y bien calculado, con las estimaciones de carga más rigurosas, trabajando en el ambiente más controlado que podamos imaginar, es susceptible de fallar y por lo tanto debemos anticipar de qué forma podría ocurrir la falla y por qué causas sería más probable que ocurriera y tomar las previsiones necesarias para evitar dentro de lo posible los daños personales, en caso de producirse un terremoto por ejemplo.
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http://www.monografias.com/trabajos81/fuerzas-construccion-puentecolgante/fuerzas-construccion-puente-colgante2.shtml - Mayo – 2010, Fecha de descarga: 05-Setiembre-2012
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Fecha de publicación: 25
