Departamento de FĂsica
Informe sobre el pavimento
Vallvidrera District Co.
Calle: Av. Vallvidrera, 68 - 08017 Barcelona Mail: mllobet.cm@gmail.com jdiaz.cm@gmail.com amarzal.cm@gmail.com
Departamento de Física
Distinguidos directores de Vallvidrera District Co. : Tras recibir su encargo para encontrar el pavimento mas adecuado para la casa que están construyendo, decidimos que era una oferta interesante y movilizamos todo el departamento de física a su disposición para darles los resultados en el menor tiempo posible. El proyecto ha durado menos de lo esperado y tras un mes de pruebas practicas y de cálculos aplicados, hemos conseguido un resultado satisfactorio que explicaremos en los siguientes apartados de este informe. Se encontrarán con una breve explicación teórica de la física en los pavimentos para situarles en nuestro trabajo y todos los cálculos realizados en esta investigación. Asimismo, el procedimiento para encontrar el pavimento demostrado con imágenes y dibujos clarificadores junto con la conclusión de este informe.
Atentamente: Miquel llobet Quim Diaz
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Alex Marzal
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La física aplicada a los pavimentos Calcular la fuerza Existen dos maneras diferentes para calcular la fuerza necesaria para desplazar un mueble sobre una superficie, aplicando la formula F=m X a
La fuerza se representa en Newtons, m es la masa del mueble en kilos y a la aceleración del
movimiento que se representa en m/s2. La otra manera para calcular la fuerza es mediante un dinamometro, un instrumento de medición de fuerzas basado en la elasticidad de un muelle. Las fuerzas que afectan a un mueble El peso
La fuerza normal
Fuerza para mover el
Fuerza de Fricción
mueble Es la fuerza que hace el
Es la fuerza de reacción que
Es la fuerza que se hace
Es la fuerza que afecta
mueble contra el suelo en
hace el suelo contra el peso
empujando el mueble para
directamente al
desplazarlo
desplazamiento del mueble,
función de su peso
depende del material escogido Formula: P= m X g
Formula: N=m X g
Formula: F=m X a
Ff= μd X n
(μd es el
coeficiente de rozamiento cinético) Según el principio de acción reacción toda fuerza tiene una respuesta igual o superior en sentido contrario, en este caso la fuerza normal es el contrario de el peso y la fuerza de fricción es el contrario de la fuerza para mover el mueble. Si el opuesto de una fuerza es igual a la fuerza aplicada, el mueble no se mueve por lo cual, como menos fuerza de fricción, mas fácil será mover el mueble que es en lo que se basa nuestro proyecto. En este dibujo podrán ver la representación gráfica de estas fuerzas. F normal
F para mover
F de fricción
el mueble
Peso
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Evolución de la investigación Tiempo total de la investigación: 4 semanas Empezada el: 3 de setiembre del 2008
Acabada el: 30 de octubre del 2008
Primera semana: Recopilación y análisis de información sobre los pavimentos. Comparar y contrastar datos hasta empezar la elaboración de un documento único donde centrar nuestros cálculos y estudios. Planteamiento de la investigación y repartimiento de tareas entre los integrantes del departamento.
Segunda semana: Fin de la elaboración del documento de referencia y inicio de los cálculos. Búsqueda de los materiales necesarios para crear el dinamómetro y las formulas para calibrarlo.
Tercera semana: Construcción del dinamómetro y pruebas practicas del desplazamiento de los muebles. Análisis de los resultados de las pruebas y cálculos de la fuerza necesaria para moverlos y pruebas con el dinamómetro.
Cuarta semana: Conclusiones de la investigación y elaboración de este informe.
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Cálculos de desplazamiento Como se ha mencionado en al introducción, la fuerza necesaria para mover un mueble se puede calcular de dos maneras. Ambas necesitan unos cálculos y aunque no puedan ver los del dinamómetro, les demostraremos como hemos escogido el suelo mas adecuado.
F=M X
La fuerza es la incógnita que busca-
a
La formula para calcular la Fuerza
60Kg
mos, la masa del mueble que usamos
X=X0+V0t½at²
en las pruebas practicas fue de 60Kg y la aceleración que hicimos para mo-
10=½a(10,41²)
ver el mueble, la encontramos con una
10=0,5a X 108,36
ecuación del movimiento (que en este
10=54,18a
caso es MRUA).
a=10/54,18 a=0,18m/s²
10m
Una vez encontrada la aceleración, ya podemos calcular la fuerza:
F=60 X 0,18
F=18 Newtons
Esta búsqueda para encontrar el material mas adecuado para la casa, se basa en la fuerza da fricción de los materiales que están en contacto en el desplazamiento. En este caso sería madera (El mueble) con los suelos posibles. Para calcular esta fuerza se ha de usar una formula:
Ff=μd X N
N=m X g N=60 X 9,8m/s2 N= 500 Newtons μ es el coeficiente de rozamiento dinámico, depende de cada material
Hemos realizado este estudio con los coeficientes dinámicos en nuestra base de datos que consta con mas de 30 pero el mas accesible y que tiene menos coeficiente (por lo tanto, menos fuerza de fricción) es la madera:
Ff= μd X N Ff= 0,4 X 500 Ff= 235,2 Newtons
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Conclusión Tras esas 4 semanas de investigación, el departamento de física, mediante cálculos, pruebas, y descartando materiales inaccesibles para la constructora, ha llegado a la conclusión que el material más adecuado para la pavimentación de la casa es la madera. Dado que solo hace una fuerza de fricción de 235 Newtons y es un material usado la construcción, no como las posibles opciones que nos planteamos en al investigación como ahora zinc, acero, cemento que aunque ofrecía una fuerza menor, no son utilizados actualmente para pavimentar casas. No solo porque es un elemento que opone poca resistencia sino porque es estético y fácil de obtener.
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