proyecto dinamica montaña rusa

8/15/2019 Proyecto Dinamica Montaña Rusa

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Universidad Autónoma de

ChihuahuaFacultad de Ingeniería

Proyecto 3er Parcial

• Heriberto Reveles Salinas

274085• Erick Yair Ramires Rivera

286221• !is "ernan#o $lma#a eyva 245315

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%&'( )or*e $rman#o R!bio Perea

Indice

INTRODUCCION………………………………………………………………3

ENERGIA CINETICA ...............................................................................4

ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL ………………………………..6

ELABORACIÓN, PREPARACION Y ENSAYE DEL MODELO…………..9

ANÁLISIS DEL MODELO…………………………………………………….12

CONCLUCION…………………………………………………………………14

BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………...1

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INTRODUCCION

En +,sica- la ener*,a cin.tica #e !n c!er/o es a!ella ener*,a !e/osee #ebi#o a s! movimiento( Se #ene como el trabaonecesario /ara acelerar !n c!er/o #e !na masa #etermina#a#es#e el re/oso asta la veloci#a# in#ica#a( na ve conse*!i#aesta ener*,a #!rante la aceleracin- el c!er/o mantiene s!ener*,a cin.tica salvo !e cambie s! veloci#a#( Para !e el

c!er/o re*rese a s! esta#o #e re/oso se re!iere !n trabaone*ativo #e la misma ma*nit!# !e s! ener*,a cin.tica( S!eleabreviarse con letra E o E 9a veces tambi.n : o ;


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ENERGIA CINETICA

El a#etivo cin.tico en el nombre ener*,a viene #e la anti*!a/alabra *rie*a =>?@ABC- kinesis- !e si*nica movimiento( os

t.rminos ener*,a cin.tica y trabao y s! si*nica#o cient,co/rovienen #el si*lo D%D(

El /rinci/io #e la mecnica clsica !e E F mv G +!e #esarrolla#o/or /rimera ve /or 'ott+rie# eibni y aniel Ierno!lli - !e#escribe la ener*,a cin.tica como la +!era viva ovis viva( JillemKs 'ravesan#e #e los Pa,ses Iaos /ro/orcion evi#enciaeL/erimental #e esta relacin( $l caer los /esos #e #i+erentesalt!ras en !n blo!e #e arcilla- 'ravesan#e #etermin !e la

/ro+!n#i#a# #e /enetracin es /ro/orcional al c!a#ra#o #ela veloci#a# #e im/acto( Mmilie #! NOtelet reconoci lasim/licaciones #el eL/erimento y /!blic !na eL/licacin(

os /rimeros conocimientos #e esas i#eas /!e#en ser atrib!i#osa 'as/ar# Noriolis !ien en 182 /!blic !n art,c!lo tit!la#o !Nalc!l #e lKEQet #es acines esboan#o las matemticas #e laener*,a cin.tica( El t.rmino ener*,a cin.tica se #ebe a Jilliam

:omson ms conoci#o como or# ;elvin en 184(

EListen varias +ormas #e ener*,a como la ener*,a !,mica-el calor- la ra#iacin electroma*n.tica- la ener*,a n!clear- lasener*,as *ravitacional- el.ctrica- elstica- etc- to#as ellas/!e#en ser a*r!/a#as en #os ti/os la ener*,a /otencial y laener*,a cin.tica(

a ener*,a cin.tica /!e#e ser enten#i#a meor con eem/los !e#em!estren cmo esta se trans+orma #e otros ti/os #e ener*,a ya otros ti/os #e ener*,a( Por eem/lo !n ciclista !iere !sar laener*,a !,mica !e le /ro/orcion s! comi#a /ara acelerar s!bicicleta a !na veloci#a# ele*i#a( S! veloci#a# /!e#emantenerse sin m!co trabao- eLce/to /or la resistencia #elaire y la +riccin( a ener*,a !,mica es converti#a en !naener*,a #e movimiento- conoci#a como ener*,a cin.tica- /ero el

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https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Griego_antiguohttps://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Leibnizhttps://es.wikipedia.org/wiki/Daniel_Bernoullihttps://es.wikipedia.org/wiki/Vis_vivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vis_vivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vis_vivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Willem_'s_Gravesandehttps://es.wikipedia.org/wiki/Willem_'s_Gravesandehttps://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89milie_du_Ch%C3%A2telethttps://es.wikipedia.org/wiki/Gaspard_Coriolishttps://es.wikipedia.org/wiki/William_Thomsonhttps://es.wikipedia.org/wiki/William_Thomsonhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gradiente_electroqu%C3%ADmicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclearhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Griego_antiguohttps://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Leibnizhttps://es.wikipedia.org/wiki/Daniel_Bernoullihttps://es.wikipedia.org/wiki/Vis_vivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Willem_'s_Gravesandehttps://es.wikipedia.org/wiki/Willem_'s_Gravesandehttps://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89milie_du_Ch%C3%A2telethttps://es.wikipedia.org/wiki/Gaspard_Coriolishttps://es.wikipedia.org/wiki/William_Thomsonhttps://es.wikipedia.org/wiki/William_Thomsonhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gradiente_electroqu%C3%ADmicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclearhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial


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/roceso no es com/letamente eciente y el ciclista tambi.n/ro#!ce calor(

a ener*,a cin.tica en movimiento #e la bicicleta y

el ciclista /!e#en convertirse en otras +ormas( Por eem/lo- elciclista /!e#e encontrar !na c!esta lo s!cientemente alta /aras!bir- as, !e #ebe car*ar la bicicleta asta la cima( a ener*,acin.tica asta aora !sa#a se abr converti#o en ener*,a/otencial *ravitatoria !e /!e#e liberarse lann#ose c!estaabao /or el otro la#o #e la colina( $lternativamente el ciclista/!e#e conectar !na #,namo a !na #e s!s r!e#as y as, *enerarener*,a el.ctrica en el #escenso( a bicicleta /o#r,a estarviaan#o ms #es/acio en el nal #e la colina /or!e m!ca #e

esa ener*,a a si#o #esvia#a en acer ener*,a el.ctrica( Ttra/osibili#a# /o#r,a ser !e el ciclista a/li!e s!s +renos y en esecaso la ener*,a cin.tica se estar,a #isi/an#o a trav.s #e la+riccin en ener*,a calrica(

Nomo c!al!ier ma*nit!# +,sica !e sea +!ncin #e la veloci#a#-la ener*,a cin.tica #e !n obeto no solo #e/en#e #e lanat!ralea interna #e ese obeto- tambi.n #e/en#e #e larelacin entre el obeto y el observa#or 9en +,sica !n observa#ores +ormalmente #eni#o /or !na clase /artic!lar #e sistema #ecoor#ena#as llama#o sistema inercial #e re+erencia


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#e la relativi#a# em/iea a mostrar #i+erencias si*nicativas enel res!lta#o y #eber,a ser !sa#a( Si el tamaVo #el obeto es ms/e!eVo- es #ecir- #e nivel s!batmico- la mecnica c!ntica esms a/ro/ia#a(

E&ER'%$ N%&E:%N$ E& %"ERE&:ES S%S:E$S E RE"ERE&N%$

Nomo emos #ico- en la mecnica clsica- la ener*,a cin.tica#e !na masa /!nt!al #e/en#e #e s! masa y s!s com/onentes#el movimiento( Se eL/resa en )o!le 9)


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En !n +ormalismo amiltoniano no se trabaa con esascom/onentes #el movimiento- o sea con s! veloci#a#- sino cons! im/!lso 9cambio en la canti#a# #e movimiento


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Por esto- !n libro a !n metro #el /iso tiene menos ener*,a/otencial !e otro a #os metros- o !n libro #e mayor masa a lamisma alt!ra(

Si bien la +!era *ravitacional var,a con la #istancia 9alt!ra


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on#e emos intro#!ci#o la aceleracin sobre la s!/ercie

Por tanto la variacin #e la ener*,a /otencial *ravitatoria al#es/laarse !n c!er/o #e masa m #es#e !na alt!ra 1 asta !naalt!ra 2 es

a#o !e la ener*,a /otencial se an!la c!an#o la #istancia esinnita- +rec!entemente se asi*na ener*,a /otencial cero a laalt!ra corres/on#iente a la #el s!elo- ya !e lo !e es #e inter.sno es el valor absol!to #e - sino s! variacin #!rante el

movimiento($s,- si la alt!ra #el s!elo es 1 0- entonces la ener*,a /otenciala !na alt!ra 2 ser sim/lemente ' m*(

E!A#ORACI$N% REARACION & EN'A&E DE! (ODE!O)

*)+O,-etivo)

El /rinci/al obetivo /or el !e realiamos este /royecto +!e /ara#emostrar los /rinci/ios #e movimiento !e vimos a lo lar*o #elsemestre en clase( En lo /artic!lar en la ma!eta #e la montaVar!sa /o#emos observar la trans+ormacin #e ener*,a cin.tica enener*,a /otencial- #e i*!al manera la aceleracin !e a#!iereel elemento a lo lar*o #e to#a la v,a(


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*)*E.ui/o% a/aratos% 01o instrumentos)

Palitos #e ma#era

Nartn rec!bierto #e al+ombra

Silicn

/elota #e /in* /on*

oa #e cart!lina \eLible

lim/ia /i/as

*)2Condiciones am,ientales)

as con#iciones ambientales no se tomaron en c!enta en losclc!los ya !e el es/acio #on#e se #esarroll el anlisis es !nes/acio cerra#o y no ay a+ectaciones /or el me#io ambiente(

*)3rocedimiento)

Para em/ear a constr!ir n!estra ma!eta /rimero !e to#oicimos !na serie #e #ib!os /ara ver c!l era conveniente /arallevarla a cabo- #es/!.s ya con los materiales y el #iseVoem/eamos con la constr!ccin #e la ma!eta(

Primeo icimos las torres #on#e se va sostener la v,a- a base #e/alitos #e ma#era /e*a#os con silicn sim!lan#o !na estr!ct!ra/ara #arle mayor ri*i#e( es/!.s #e la cart!lina cortamos 2tramos lar*os #e !n es/esor constante y los /e*amos- l!e*o secoloca la c!er#a a lo lar*o #e la v,a /ara connar el carril /or el!e se #es/laar el elemento(

Ense*!i#a /e*amos to#as las /ieas y las #eamos !n la/so #e

tiem/o- el s!ciente /ara !e se secara el silicn( Ya /araterminar llevamos a cabo las /r!ebas /ara llevar a cabo losclc!los corres/on#ientes(

*)4) C5lculo% (edida 0 E6/resión de los Resultados)

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Nalc!laremos la ener*,a mecnica /rimero obtenien#o #e la

ener*,a cin.tica Ek y #es/!.s s!man#o la ener*,a /otencial

*ravitacional E P )

Para el clc!lo #e la ener*,a cin.tica !samos la +orm!la Ek 7

1

2mv

2

#e las c!ales tenemos las si*!ientes me#i#as

asa m 7 )89:;g

]eloci#a# v 7 9)


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ENERGIA (ECANICA

energiamecanica= Ek + E P

energiamecanica=¿ )*4


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Se io !n /rome#io #e res!lta#os obteni#os los escritos en el/!nto 2(6

AN!I'I' DE! (ODE!O(

9)+) Datos de Origen)

Para /o#er obtener las ener*,as contbamos con los si*!ientes#atos

asa (020k*$lt!ra )49m

'rave#a# >):+ ms

:iem/o 9/rome#io< )489s$n*!lo #e inclinacin 9>)2:istancia oriontal #e la/en#iente

)34m

9)*) Gr5cas

'raca /ara la veloci#a# en el movimiento #e baa#a #e la/elota

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0

1

2

3

4

5

6

velocidad ? m1s@

'raca aceleracin

'raca ener*,a cin.tica- /otencial y mecnica

9)9 Ecuación Re/resentativa Del (odelo

"74)*9

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m(1

2(6.23∗t )2+4.51)=¿ Energía mec5nica ?=@

Donde

m7 masa de la /elota en ;g

t7 tiem/o .ue tarda en ,a-ar la ram/a en segundos

osición de la /elota durante el descenso

&7+)**cm 6

9)2) Com/arativa Entre rocedimiento Em/írico vsAnalítico)

El mo#elo /!e#e variar #el /roce#imiento anal,tico al em/,ricoya !e en los clc!los se tom en c!enta !na ram/a recta yc!enta con !na /e!eVa on#!lacin lo c!al variar,a en laveloci#a#

9)3) "enta-as 0 Desventa-as del (odelo)

]entaas

• &o !tilia nin*Un ti/o #e mecanismo mecnico /ara ay!#ara com/letar la trayectoria

• Se /!e#e calc!lar s! ener*,a cin.tica y /otencial• Se /!e#en calc!lar otros movimientos #e #inmica como

la /otencia• El +!ncionamiento se basa en la ley #e la conservacin #e

la ener*,a• Se /!e#e !tiliar /ara #iseVar !na montaVa r!sa a escala

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esventaas

• &o se /!e#e !tiliar con /elotas #e #imetro mayor a• &o se /!e#e !tiliar con /elotas #e /eso menor a (30 k*• a +rm!la #el mo#elo solo a/lica con esas con#iciones(

CONC!UCION)

En este trabao /!#imos /oner en /rctica a/tit!#es #e trabaoen e!i/o y or*aniacin /ara lle*ar a !n obetivo en comUn(`!e en res!mi#as c!entas +!e /oner en /rctica to#a !na serie#e /asos y m.to#os #e anlisis #e los c!er/os en movimiento y

#el conocimiento a#!iri#o en el c!rso($l i*!al !e investi*an#o s!s a/licaciones /!#imos ver !e sonvarias y m!y !tilia#o en estaciones es/aciales /ara *eneracion#e *rave#a# no solo al*o tan sim/le como !na montaVa r!sa-s!s a/licaciones /!e#en ir mas leos(

#I#!IOGRAFIA

Semansky- S( 9200


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