Matemática Animada Para Chicos

Fuerzas en un Plano Inclinado Descomposicion del Peso

DESCOPOSICIÓN DE UN PESO SOBRE UN PLANO INCLINADO

EL PLANO INCLINADO: este tipo de máquina simple se utiliza muy a menudo para cargar o descargar cuerpos pesados sobre una plataforma, por ejemplo cuando queremos cargar el acoplado de un camión. No es lo mismo levantar el peso total del cuerpo verticalmente, que hacerlo sobre una superficie inclinada, pues al colocar el peso sobre dicha superficie aparecen nuevas fuerzas en juego que ayudaran a realizar el trabajo. Estas fuerzas pueden observarse en la figura de abajo, que pronto vamos a estudiar su valor, y que logicamente dependen del peso del cuerpo.

Antes vamos a decir que también ayuda a bajar los cuerpo, pues si soltaríamos el objeto sobre la vertical del acoplado de un camión el mismo caería al piso con todo su peso y tendría grandes posibilidades de romperse, en cambio, al soltarlo sobre el plano inclinado una fuerza que tiene la dirección del plano y con sentido hacia abajo lo llevará lentamente hasta el piso. Hay que aclarar que entre el objeto y el plano hay una fuerza de rozamiento (que no está dibujada) con sentido contrario al moviento, es decir hacia arriba, entonces para moverse la fuerza Px deberá ser mayor a la de rozamiento. (ya lo estudiaremos).

Sigamos ahora con el caso mas simple , sin rozamiento, y analicemos las dos fuerzas que aparecen, que resultan de la descomposición del peso P en dos direcciones, una paralela al plano, llamada Px y otra perpendicular, llamada Py. Como se observa, y Ud. debería analizarlo, el ángulo de inclinacion del plano que se llama @ , es el mismo que existe entre el peso P y Py. (se puede estudiar aplicando la teoría de triángulos semejantes).

Al descomponerse el peso P en dos direcciones perpendiculares, es como si P desapareciera para siempre, y de aqui en mas solo trabajaremos con sus componentes Px y Py. Para obtener el valor de ambas fuerzas usaremos la figura de abajo y aplicaremos trigonometría, las famosas funciones seno y coseno.

Para hallar las omponentes observemos la descoposción gráfica y aparece un triángulo rectángulo que llamalos ABO, en donde el ángulo B=90°, O=@ (inclinación del plano), entonces según las reglas de la trigonometría podemos escribir lo siguiente:

sen(@)=Px/P ====> Px=P. sen(@)=m.g.sen(@)=Px , la componente sobre el eje x

cos(@)=Py/P ====> Py=P. cos(@)=m.g.cos(@)=Py , la componente sobre el eje y

Resumiendo podemos decir, que para obtener el valor de las componentes de las fuerzas en que se descompone un peso sobre un plano inclinado solo debemos tener como datos: el peso P y el angulo de inclinación @. Si no tenemos dicho ángulo podemos usar como alternativa (y en la mayoría de los casos en así) las dimensiones del plano, y obtener directamente el seno y coseno de @.

Podemos escribir que: sen(@)=h/L (longitud inclinada) y cos(@)=l/L y listo. Hallando la función inversa arco seno o arco coseno, podemos calcular el valor del ángulo, pero generalmente no hace falta.

La fuerza Px no llevará el cuerpo hacia abajo, hasta el piso, pero bien que pasa con la fuerza Py hacia abajo normal al plano?….como en cuerpo no se mueve en esa dirección significa que hay algo que lo evita y justamente es la reacción en la superficie de contacto, pues aparece por la 3° ley de Newton una reacción que es de igual magnitud a Py, pero de sentido contrario, y que se anulan entre si, y no hay movimiento en ese sentido.

Oberva la figura de abajo, la fuerza color verde, es la reacción del plano.

Ejemplo: el peso de una caja es de 1200 Newton y se apoya sobre un plano que tiene 3 m. de largo y asciende 1,75 m. Determine el valor de las componentes del peso sobre el plano.

1) Tenemos el peso en Newton, que es 1200 y por lo tanto: m.g=1200

2) No tenemos el ángulo pero sabemos que: sen(@)=1,75/3= 0,58 y que cos(@)=l/L=l/3, nos falta l.

Para calcular l, usamos el teorema de Pitágoras, pues l=es el cateto mayor del triángulo, y dá: 2,44 m, ósea cos(@)=2.44/3=0,813

Ahora hallamos: Py=1200 . 0,81=976 Newton y Px=1200 . 0,58=700 Newton

A la fuerza de 976 N la absorbe el plano, de lo contrario se rompe el material y la otra hacia abajo de 700 moverá el bloque hasta el piso, o si lo debemos cargar, habría que empujarlo hacia arriba con una fuerza de 700 N., ósea, 500 N menos que si quisieramos levantarlo verticalmente, sin usar el plano.

TEORÍA SOBRE PLANO INCLINADO: Una máquina tiene por objeto utilizar ventajosamente energía para producir trabajo. En general, la máquina proporciona un modo más fácil de hacer el trabajo, pero en ningún caso se puede conseguir de la máquina más trabajo que el que se le, suministra. Oros post en este sitio sobre palancas y poleas han demostrado que es posible, en comparación, levantar grandes pesos mediante la aplicación de fuerzas pequeñas.

El plano inclinado es otro medio para levantar un gran peso con facilidad. Es especialmente útil para cargar barriles y toneles, puesto que se pueden rodar hacia arriba por la pendiente. Este método se usa, actualmente, para cargar barriles de cerveza en carros y camiones de reparto, pero hace tiempo se utilizó mucho más ampliamente. El plano inclinado debe de haber sido una de las pocas máquinas que el hombre tenía en la antigüedad. Por ejemplo, los primitivos egipcios utilizaron las pendientes en gran escala para la construcción de las pirámides.

Se requiere una fuerza mayor para mover la carga en un plano con fuerte ángulo de inclinación que en otro menos inclinado. Sin embargo, el trabajo total que se requiere para levantar la carga a una misma altura es el mismo, cualquiera que sea el ángulo de inclinación del plano. Por otra parte, se ha de realizar un trabajo adicional para vencer las fuerzas de fricción entre la carga y el plano, y éstas son menores cuanto mayor sea el ángulo de inclinación del plano con la horizontal.

El cociente de velocidad de cualquier máquina se obtiene dividiendo la distancia a lo largo de la cual se traslada la fuerza aplicada (o esfuerzo) por la altura a la cual se eleva la carga. Como en las otras máquinas, el cociente de velocidad de un plano inclinado se calcula a partir de sus dimensiones.

Por lo tanto, si no hubiera resistencia debida a rozamientos, una carga de 100 Kg. se podría subir por el pleno con un esfuerzo de 25 Kg. Pero en la práctica sería de 35 Kg. a 45 Kg., según la naturaleza de las superficies.

La distancia que recorre la fuerza aplicada es la distancia a lo largo del plano, mientras que la distancia a la cual se eleva la carga es la altura a la que se encuentra. Puesto que las fuerzas de fricción, o rozamiento, tienen un efecto mucho mayor en el rendimiento del plano inclinado que en otras máquinas (especialmente poleas), se gana muy poco intentando calcular la ventaja mecánica (carga/esfuerzo) a partir de consideraciones teóricas.

Es más conveniente encontrar experimentalmente la ventaja mecánica, y utilizarla como un medio de calcular la magnitud de las fuerzas de rozamiento.

Los rodillos del plano disminuyen el rozamiento, haciendo mas fácil la subida al camión.

La fricción por la acción de rodar que se experimenta al cargar barriles (y otros objetos de sección circular) es pequeña si se compara con la fricción de deslizamiento que se debe vencer cuando se empujan cajas (o se tira de ellas) por un plano inclinado. Por esta razón, el plano inclinado se ha utilizado durante muchos años para cargar barriles.

Recientemente, sin embargo, el trabajo adicional necesario para cargar cajas se ha reducido considerablemente, mediante el empleo de planos inclinados provistos de rodillos metálicos. En este caso, los rozamientos se han reducido al cambiar la fricción de deslizamiento por fricción de rodadura.

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°48 Enciclopedia de la Ciencia y La Tecnología -Plano Inclinado-

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Intentalo ya!!!!, a practicar multiplicaciones amigo!

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Software Para Calcular Momentos de Inercia centro de Gravedad de Secciones Compuestas

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USO DEL SOFTWARE ULISES II PARA PÓRTICOS

  1. Debes descomponer tu figura en varias figuras elementales (triang, rectan., cuadr.,etc)
  2. Ingresas las medidas aproximadas a los efectos de establecer una escala de trabajo
  3. Eliges en la barra inferior el tipo de figura geométrica
  4. Ingresas las coordenadas de esa figura.
  5. Repites los pasos 3 y 4 hasta completar la figura a determinar el c.d.g.
  6. Ingresas las coordenadas de los perfiles y su altura en cm.
  7. Pulsas sobre el botón calculadora y tendrás el c.d.g. y los mtos. de inercia principales
  8. Puedes visualizar e imprimir los datos obtenidos

 centro de gravedad de perfiles

Los Archivos de Ambas Descargas Se Deben Colocar Adentro de una Misma Carpeta
Descargar Software Descargar Complementos

Ver También: Método de Cross Para Vigas

CREAR UNA PC VIRTUAL PARA CORRER SOFTWARE DE 32 BITS

http://historiaybiografias.com/archivos_varios5/virtual_box.jpg

Haz “clic” para descargar  VirtualBox en forma gratuita, luego se instala y configura como una máquina virtual

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Software Para Calcular Centros de Gravedad y Momentos de Inercia de Areas Planas

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USO DEL SOFTWARE ULISES I PARA PÓRTICOS

  1. Debes descomponer tu figura en varias figuras elementales (triang, rectan., cuadr.,etc)
  2. Ingresas las medidas aproximadas a los efectos de establecer una escala de trabajo
  3. Eliges en la barra inferior el tipo de figura geométrica
  4. Ingresas las coordenadas de esa figura.
  5. Repites los pasos 3 y 4 hasta completar la figura a determinar el c.d.g.
  6. Pulsas sobre el botón calculadora y tendrás el c.d.g. y los mtos. de inercia principales
  7. Puedes visualizar e imprimir los datos obtenidos

Debes leer el manual incorporado porque tiene otras ayudas para el calculo
Usar el signo . como separador decimal. Hacerlo desde el panel de control de windows

Ver También: Cross Para Vigas

calculo centro de gravedad

manual del software

Los Archivos de Ambas Descargas Se Deben Colocar Adentro de una Misma Carpeta
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Tux Paint es un programa de dibujo libre diseñado para niños chicos (3 o más años). Presenta una interfaz simple y fácil de usar, divertidos efectos de sonido y una estimulante mascota de tipo cartoon que ayuda a guiar al niño mientras utiliza el programa. Provee una tela vacía y una gran variedad de herramientas de dibujo que ayudaran al niño a ser creativo.

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Tabla de conversion de unidades de peso y longitud Convertir

CONVERSION DE UNIDADES: LONGITUD, PESO Y VOLUMEN

PESO

Kilogramo

Ton. Mét.

Onza

Libra 

Ton. Larga

Ton. Corta

Kilogramo 1 0,001 35,27 2,2 0,000984 0,001102
Ton. Mét. 100 1 35274 2204,62 0,98421 1,10231
Onza 0,028349 0,000028 1 0,0625 0,000028 0,000031
Libra  0,45359 0,000454 16 1 0,000446 0,0005
L. Ton 1016,05 1,01605 35840 2240 1 1,12
Sh. Ton 907,185 0,90718 32000 2000 0,89286 1

LONGITUD

Metro

Km.

Pulgada

Pie

Milla Terr.

Milla Marit.

Metro 1 0,001 39,3701 3,28084 0,006621 0,0005399
Km. 1000 1 39370,1 3280,84 0,62137 0,5399568
Pulgada 0,025399 0,000025 1 0,08333 0,000015 0,00001371
Pie 0,304794 0,000304 12 1 0,000189 0,00016457
Milla Terr. 1609,34 1,60934 63360 5280 1 0,8689607
Milla Marit. 1852 1,852 72913,4 6076,12 1,1508 1
 

VOLUMEN

Mt.Cúbico

Litro

Pie Cúbico

Mt.Cúbico 1 1000 35,3147
Litro 0,001 1 0,035316
Pie Cúbico 0,028317 28,3168 1
 

ÁREA

Metro2

Acre

Hectárea

Metro2 1 0,01 0,0001
Acre 100 1 0,01
Hectárea 10000 100 1

tabla de conversion longitud, volumen y peso

tabla de conversion

conversion de unidades de presion

Interseccion Parabola y Recta Estudio Online Calculo de los Puntos

CALCULADORA DE INTERSECCION ENTRE  RECTA Y PARABOLA

Desde esta pagina puedes graficar parabolas y hallas intersecciones online. Tambien puedes graficar una recta y hallar los puntos de intersección. Es ideal para los alumnos principiantes, que desean verificar las soluciones obtenidas analíticamente,…una ayuda para los curiosos de las matemáticas. Su uso es muy simple pero debes hacer una serie de problemas fáciles para tomarle “la mano” al software, que logicamente no es profesional y está solo
dirigido a los estudiantes de ciencias….espero pueda serte útil.

La función general de segundo grado y = ax² + bx+c  representa gráficamente en el plano cartesiano una parábola.

Por ejemplo si deseas analizar la curva: y=-2x²+3x+1

Debes ingresar los coeficientes: a=-2, b=3 y c=1

Luego haz clic en el botón: “Graficar” y observarás la curva. En caso que se escape de la escala de los ejes cartesianos , puedes cambiar la escala con las flechas indicadas y volver a hacer clic en el mismo botón “Graficar”.

Si ya tienes la parábola dibujada y desea hacer una intersección con una recta, vuelve a ingresar los coeficients de la recta y para a coloca cero (0). Haz clic en el Graficar y veras a ambas curvas. Obtendras todos los valores de la intersección.

Consumos de los Artefactos Eléctricos Tabla de Gasto de Energía Calculo

Consumos de los Artefactos Eléctricos – Tabla de Gasto de Energía

Tabla de consumos eléctricos de artefactos hogareños

Observación: hay artefactos como una heladera con freezer, que tiene una potencia eléctrica de 195 watt/hora, pero para el cálculo se utiliza un valor menor debido a que este artefacto “corta” su funcionamiento cuando logra un régimen óptimo, en cambio, para una lámpara incandescente el consumo horario coincide con su propia potencia eléctrica.

Ejemplo de Cálculo del Consumo en Verano de una Vivienda Por Día y Por Mes:
Supongamos que la casa tenga los siguientes artefactos eléctricos:

Artefacto Cantidad Consumo Individual Hora Diarias de Uso Consumo Por Día
Heladera con Freezer 1 0.098 24 2.352
Lámpara de B/C 12 0.015 12 2.16
Plancha 1 0.6 2 1.2
Televisores 20″ 2 0.07 10 1.4
Ventilador de Techo 2 0.06 10 1.2
Lavarropa Automático 1 0.182 2 0.364
Aire Acondicionado

1

1.013 8 8.104
Secarropa 1 0.192 1 0.192
Mini componente 1 0.06 2 0.12
Reproductor de Video 1 0.1 2 0.2
Horno Microonda

1

0.64

1

0.64

(tiempos exagerados)

17,932
(el 47% del consumo
corresponde al A./A.)

Consumo Mensual es: 17,932 x 30 = 538 Kw. 

Puede Hacer Un Cálculo Online del Consumo

Cálculo del Consumo Eléctrico de Electrodomésticos del Hogar

Cálculo del Consumo Eléctrico de Electrodomésticos del Hogar

El futuro de la electricidad: ¿su desaparición?
Hoy en día es totalmente impensable un mundo sin electricidad: desde la bombilla de una casa hasta el ordenador más sofisticado necesitan de este fluido para su funcionamiento. Tal dependencia tiene inconvenientes. Un corte en el fluido eléctrico puede ocasionar verdaderas catástrofes si no se toman las medidas adecuadas. Por ello, los hospitales y otros centros que no pueden permitir un «apagón» necesitan disponer de sus propios medios de producción de corriente para prevenir un corte general.

Los problemas de la electricidad no sólo pueden venir por su ausencia. ¿Qué le ocurre a un ordenador cuando le acercamos un potente imán? Se puede alterar su capacidad de actuar de una manera importante debido a las interacciones electromagnéticas que se producen.

Esta «debilidad» de la electricidad ha llevado a muchos a pensar que era necesario buscarle un sustituto. En el fondo, la electricidad no es más que un fluido de electrones por un conductor. ¿No será posible encontrar otro tipo de fluido que no presente los inconvenientes anteriores?

La hidráulica es la ciencia que trata de la mecánica y dinámica de fluidos. Se está trabajando en circuitos donde el fluido es aceite o un gas a presión. Este tipo de circuitos no se ven alterados por radiaciones electromagnéticas de ningún tipo. Ya se han diseñado amplificadores de señal, interruptores, transistores o diodos hidráulicos, etc.

Sin embargo, aún estamos lejos de construir el primer circuito útil y los problemas por resolver son muchos: básicamente, el gran tamaño que requeriría cualquier instalación de este tipo. De hecho, los más optimistas creen que no se podrá pasar con estas técnicas de sencillas máquinas de calcular.

Puestos a buscar un sustituto para la electricidad, más claras parecen estar las cosas por otros caminos: la luz, el láser, las fibras ópticas, también insensibles a los fenómenos magnéticos. Un fluido fotónico puede sustituir al actual fluido eléctrico. A pesar de que nos encontramos en la prehistoria de su desarrollo, posiblemente dentro de unas décadas el fotón haya desbancado al electrón, al igual que la electricidad lo hizo con muchos artilugios mecánicos.

Hoy en día cuesta encontrar un reloj de cuerda y ya nadie utiliza los gramófonos a manivela. Quizá en el futuro cueste encontrar un reloj a pilas o un ordenador que funcione con corriente. Los problemas para que esto ocurra, de momento, son importantes. Las ventajas que representaría, también.

El láser
La palabra láser está formada por las iniciales de «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation».
Su historia arranca en 1954, cuando se descubrió un nuevo procedimiento para la producción de radiaciones electromagnéticas controladas. Consistía en producir cambios simultáneos en los niveles energéticos del estado de un átomo. El primer aparato capaz de hacerlo se denominó máser.

En 1960 se consigue por primera vez hacer salir de un rubí un rayo luminoso controlado, con lo que hacía el máser óptico, que se llamó láser. A partir de entonces este campo conoció un gran avance.

El fundamento del láser es el siguiente: una molécula puede ser considerada como un sistema de núcleos atómicos rodeados de una zona bien definida en el espacio, los orbitales moleculares, en los que tiene cabida un determinado número fijo de electrones. Estos orbitales están definidos por el valor de la energía de los electrones que en ellos se encuentran.

Cuando un electrón está en un nivel, y por debajo de éste hay otros orbitales vacíos, decimos que la molécula se encuentra en estado excitado, porque este electrón puede pasar al nivel más bajo y entonces emite la energía sobrante en forma de radiación electromagnética. Este proceso es reversible, y se habla entonces de absorción de radiación*

El proceso de emisión de radiación se puede hacer de forma espontánea en cuyo caso el proceso es totalmente incontrolado, o de forma estimulada, y en este caso la radiación se propaga paralelamente a la radiación estimuladora, es decir, controlada o coherentemente.

En 1960, T. H. Maiman utiliza una pequeña barra de rubí sintético, cuyas moléculas excita mediante un flash estroboscópico de alta potencia que rodea al cristal. Mediante sucesivas reflexiones en el seno del rubí se va produciendo una emisión estimulada, emergiendo al fin un rayo láser.

Esta radiación es dirigida en una sola dirección mediante sistemas ópticos adecuados formando un haz muy estrecho, o bien puede concentrarse sobre una zona muy pequeña, acumulando sobre la misma una energía muy alta. En esto se basa la utilización del láser para cortar pequeños volúmenes de cualquier material. El hecho de ser fácilmente dirigible permite utilizarlo en operaciones quirúrgicas, en metalurgia de precisión, etc… por su alto poder cortante.

Como es un tipo de radiación que se dispersa muy poco también se utiliza en telecomunicaciones. Ya se han puesto a punto guías de luz que permiten manipular un rayo láser como si se tratara de una corriente eléctrica. Otra importante aplicación es el desarrollo de los métodos holográficos ofreciendo la posibilidad de disponer del cine y la televisión en tres dimensiones.

Experimentos Fisicos Online-Animaciones de la Física-Experiencias Fisicas

Experimentos Físicos Online – Animaciones de la Física – Experiencias Físicas

A N I M A C I O N E S   S O B R E   M E C A N I C A   N E W T O N I A N A

Movimiento con Aceleración Constante
Tres Fuerzas en Equilibrio
Composición de Fuerzas (Suma de Vectores)
Sistema de Poleas
Principio de la Palanca
Plano Inclinado
Experimento de la Segunda Ley de Newton
Movimiento de Proyectiles
Choque Elástico e Inelástico
“Artilugio” de Newton
Tiovivo (Fuerza Centrípeta)
Primera Ley de Kepler
Segunda Ley de Kepler
Presión Hidrostática en Líquidos
Fuerza de Empuje en Líquidos

O S C I L A C I O N E S   Y   O N D A S

Péndulo
Muelle Oscilante
Péndulos Acoplados
Oscilación Forzada (Resonancia)
Ondas Estacionarias Longitudinales
Reflexión y Refracción de Ondas (P. de Huygens)
Interferencia de dos Ondas Circulares o Esféricas
Efecto Doppler

E L E C T R O M E C A N I C A

Campo Magnético de un Imán
Campo Magnético de una Corriente Rectilínea
Fuerza de Lorentz
Motor de Corriente Continua
Generador
Ley de Ohm
Circuitos AC Sencillos
Circuito Electromagnético Oscilatorio
Ondas Electromagnéticas

O P T I C A

Refracción de la Luz
Telescopio Astronómico de Refracción
Reflexión y Refracción de Ondas (Principio de Huygens)

T E R M O D I N A M I C A

Procesos Especiales en un Gas Ideal

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

Dilatación del Tiempo

F I S I C A   A T O M I C A

Efecto Fotoeléctrico
Teoría de Bohr del Átomo de Hidrógeno

F I S I C A   N U C L E A R

Series de Desintegración Radiactiva
Ley de la Desintegración Radiactiva