2022-1
PORTAFOLIO
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FISICA - LUDWIN MISAEL LEON HILARIO SAMANTHA GIL - 20211126
Facultad de Ingeniería y Arquitectura Carrera de Arquitectura - Área de Construcción Ciclo 2022-1
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TRABAJO FINAL - FÍSICA Y ARQUITECTURA OBJETIVOS Discutir grupal y significativamente alguno de los conceptos teóricos desarrollados en la asignatura. Vincular, de forma práctica y aplicada, alguno de los conceptos físicos a la vida cotidiana y/o áreas de interés de los alumnos. ENCARGO A partir de la teoría desarrollada durante clase, se solicitó elegir algún concepto teórico de los contenidos del curso de física que sea aplicable a algún área de interés particular vinculada a la vida personal o a la arquitectura. Se pudo elegir entre dos opciones.
CRITERIOS DR EVALUACIÓN
La evaluación fue desarrollada de forma grupal. Los criterios de evaluación están alineados con RIBA (GC9). Los rubros evaluados fueron: Explicación del concepto teórico (físico) escogido y pertinencia en la selección del tema en relación al concepto físico, aplicación adecuada de algún cálculo cuantitativo y/o estimación cualitativa en relación al concepto, manejo del tiempo adecuado (5 minutos) y calidad de la presentación (5 diapositivas, video, dibujos y/o fotos, lenguaje corporal, inflexión de voz, etcétera) y Creatividad y apreciación global de la propuesta.
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RESUMEN TRABAJO GRUPAL Para la entrega de este trabajo grupal, elegimos el tema de la importancia de la tensión en el diseño de las vigas de una casa ya que como grupo estabamos interezados en ese aspecto. Al investigar sobre este tema dos dimos cuenta que podríamos aumentar la tensión de la cuerda. Dentro de la parte teórica del trabajo, investigamos sobre la primera ley de newton y como se relaciona con nuestro trabajo Al analizar más a fondo pudimoos identificar los temas tocados en clase involucrados a la tensión de las vigas de una casa, como:
Primera ley de Newton Diagrama de cuerpo libre Sumatoria de fuerzas resultantes
Link del trabajo grupal: https://www.canva.com/design/DAFD_gWbBqI/QEBVeBeboJRSnMFDxfgu Bw/edit
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INDICE
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CG9
Definiciones: viga, cuerda y tensión
p.7
Tipos de tensión
p.8
Resistencia y las reacciones de la viga
p.10
Primera Ley de Newton
p.12
Ejercicio aplicado en la vida real
p.13
Procedimiento del ejercicio
p.14
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INDICE Reflexión final
Curriculum
Contenido del curso
CG9
p.16
p.17
p.18
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IMPORTANCIA DE TENSIÓN Y REACCIÓN DE VIGAS Y CUERDAS ¿Qué es una viga?
La viga es una estructura horizontal que puede sostener carga entre dos apoyos sin crear empuje lateral en éstos. Pues este elemento de la construcción es del que depende el soporte de las estructuras que vemos todos los días. Debemos de comprender que las vigas no solo están pensadas para soportar presión y peso, sino también para hacer flexión y tensión.
¿Qué es una cuerda?
La cuerda es un objeto al que se le aplica fuerza, pues al aplicar esta fuerza en algún tramo o en ambos, se genera una tensión.
¿Qué es la tensión ?
Esta es la fuerza que actúa sobre cada elemento como consecuencia de la acción de las fuerzas exteriores. Por lo que podríamos decir que cuando algo se jala se genera tensión y cuando algo se empuja o se oprime es compresión. Por ejemplo, si doblas una vara, la parte curvada exterior se encuentra en tensión, o en los resortes de un trampolín al hacer el movimiento soportando la cama elástica, o cuando dos personas jalan de lados opuestos una cuerda generan fuerzas y una tensión en una sección de la cuerda es por eso que esta última hace que las cosas se alarguen o adelgacen.
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En las vigas, la tensión genera de cierta manera alguna deformación, por ejemplo, una viga de acero empleada en la construcción de un edificio se puede comprimir aprox. Un milímetro, por lo que un edificio con decenas de pisos puede comprimir sus columnas aprox. 2,5 cm. Cuando una viga horizontal se sostiene en uno o ambos extremos, está bajo tensión y bajo compresión tanto de su peso como de la carga que soporta. La tensión siempre es de la misma magnitud y de sentido contrario a la carga aplicada, esta se mide en Pascales, que es la tensión que genera una carga de un Newton de fuerza aplicada sobre una superficie de un metro cuadrado.
TIPOS DE TENSIÓN Según el punto de aplicación, la dirección y el sentido de la carga podemos diferenciar tres tipos de tensión: tensión de tracción, tensión de compresión y tensión tangencial.
Tensión de tracción:
Es la que se opone a una fuerza que tiende a estirar el cuerpo. Se produce sometiendo al cuerpo a dos cargas de igual dirección, sentido contrario y divergentes.
Tensión de compresión:
Es la que se opone a una fuerza que tiende a comprimir el cuerpo. Se produce sometiendo al cuerpo a dos cargas de igual dirección y sentido contrario y convergente.
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Tensión tangencial:
Es la que se opone a un movimiento de torsión o de desplazamiento de una parte del cuerpo hacia otra. Se produce sometiendo al cuerpo a dos cargas de direcciones paralelas y sentido contrario, convergente o divergente. También se denomina tensión de corte, cizalla o flexión.
Cabe mencionar el esfuerzo, que es la resultante de las tensiones, es decir esa rebanada donde se produce todo el trabajo, esta se puede medir en axil o en flector.
Parámetros que influyen en la tensión
Algunos parámetros que influyen en el cálculo de tensiones son, el área de la sección transversal y el módulo resistente
Las tensiones que aparecen en la viga dependen de la sección transversal de la barra y el módulo resistente, el valor del módulo W es igual al momento de inercia de la sección dividida por la mitad del canto. W= I/(h/2) mm al cubo. La distribución de tensiones en la sección puede ser constante, lineal o parabólica.
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RESISTENCIA Y LAS REACCIONES DE LA VIGA Resistencia de las vigas
Estas poseen fuerzas opuestas internas que generan un momento de resistencia interna. Si el distanciamiento entre las fuerzas y la compresión interna es reducida, ya sea como este caso de una viga que no tenga mucha altura, estas fuerzas deben ser mayores ya que se generará el punto que se requiere con el fin de crear de resistir la flexión. Esto ocurre es inverso. Ahora, el acero ofrecerá resistencia a la flexión si comienza a estirarse desde el comienzo. De esta manera será efectiva la resistencia a la tensión del acero.
Esfuerzos cortantes en una viga
Los esfuerzos de tensión y compresión que ocurren en la parte superior e inferior de las caras de la viga son paralelas pero con direcciones opuestas se originan esfuerzos cortantes a lo largo de la viga. Como ya se mencionó, estos esfuerzos que se generan horizontalmente deben estar en equilibrio con el fin de corresponder a su contraparte vertical.
Estas fuerzas de cortante tienden a deformar la sección cuadrada en un paralelogramo con fuerzas equivalentes de tensión y compresión que actúan a lo largo de las diagonales del paralelogramo. Esto ocasiona que la viga se comporte como una armadura. 10
Reacciones de una viga
Se pueden apreciar las cargas puntuales y las distribuidas .
Para la sujeción de las vigas, existen diversas clases de apoyos, en las imágenes observamos los más usados comúnmente.
CARGAS PUNTUALES
DISTRIBUCIÓN UNIFORME
En la siguiente figura se muestra la fuerza cortante y el momento flector en la viga, empleando la convención definida anteriormente.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE
Ahora Como se aprecia en la figura, la viga se encuentra en equilibrio, por lo que debido al principio de acción y reacción, en la sección en que se realiza el corte, la fuerza cortante y el momento flector cambian de signo en los diagramas de cuerpo libre. Podemos observar que se nota que la fuerza cortante es igual a la sumatoria de fuerza a la izquierda del corte, o bien a la sumatoria de fuerzas a la derecha del corte. Esto mismo ocurre en el momento flexionante. La Fuerza cortante es positiva cuando las fuerzas exteriores que actúan sobre las vigas tienden a cortar la viga en el mismo punto como se muestra a continuación
FUERZAS EXTERIORES
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LA PRIMERA LEY DE NEWTON Es necesario entender la primera ley de newton para poder resolver el problema dado. Pues todo cuerpo va permanecer en su estado de reposo o estará en movimiento con una velocidad constante a menos que una fuerza resultante modifique dicho estado.
De esta manera el reposo sólo es una forma de equilibrio y dicho equilibrio es un estado de no cambio. Lo cual, la regla del equilibrio, que es la suma de f (x) de igual a cero de misma manera que la suma de f (y) de igual a cero, ofrece una forma razonada de ver todas las cosas en reposo: como por ejemplo las vigas de acero de los puentes o de la construcción de los edificios. Cualquiera que sea su configuración, si un objeto está en equilibrio, todas las fuerzas que actúan siempre se equilibran a cero. Finalmente esta regla del equilibrio te permite ver más y entender las razones de la estabilidad de las cosas del mundo cotidiano.
Por tal motivo a continuación vamos a aplicar un ejercicio con la vinculación de un concepto físico a un espacio, lugar y diseño arquitectónico que es la importancia de la tensión en el diseño de las vigas de una casa.
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EJERCICIO APLICADO EN LA VIDA REAL
Una viga sostiene una carga de 1500 N tal y como se muestra en la gráfica. ¿Cúal sería la tensión de la cuerda y la reacción que tendría la viga?
C
V
30*
1500 N
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PROCEDIMIENTO DEL EJERCICIO Lo primero que hay que hacer es nuestro diagrama de cuerpo libre y escoger un punto en donde lo realizaremos. Escogemos un punto que nos permite hallar la reacción de la cuerda y la tensión de la viga. Las fuerzas que interactúan con el punto son la fuerza de la viga, la tensión de la cuerda y el peso del objeto que está sosteniendo. Nosotros operamos en el plano X y en el plano Y, por lo que habría que descomponer una fuerza para que podamos realizar el ejercicio. En este caso es la tensión, nos dan un ángulo por lo que es fácil descomponerla, tensión de C coseno de 30 en X y Tensión de C seno de 30 en el plano Y.
C 30*
V
1500 N
Diagrama del cuerpo libre
T TcSen30
V
30*
TcCos30
w = 1500
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Ahora pasaremos a hacer el sumatorio de los planos igualados a 0. En el eje X sería la fuerza de la viga sumado a la tensión de la cuerda coseno de 30, que en este caso sería negativo, igualado a 0. Nos da como resultado que la fuerza de la viga es igual a la tensión de la cuerda coseno de 30.
C
Fx = 0
30*
Vx + (-TcCos30) = 0
V
30*
Vx = TcCos30
1500 N
Lo mismo en el plano Y, en donde sumamos la tensión de la cuerda seno de 30 más el objeto sostenido que son 1500 N negativos. Operando la tensión de la cuerda es igual a 1500 entre seno de 30, que se traduce a que la tensión de la cuerda es igual a 3000 N
TcSin30 + (-1500N) = 0 Fy = 0
Tc = 1500/Sin30 Tc= 3000 N
Ya tenemos los datos que faltan para hallar la reacción de la viga, solo hace falta reemplazar los datos, esto nos da 2598,08 N.
Fx = 0
Fy = 0
Vx + (-TcCos30) = 0
TcSin30 + (-1500N) = 0
Vx = TcCos30
Tc = 1500/Sin30
TcCos30 = 2598,08 N
Tc= 3000 N 15
REFLEXIÓN FINAL
Gracias a este trabajo pude reforzar lo aprendido durante este ciclo ya que pude tener las herramientas necesarias para realizar este proyecto, es decir al aprender de distintos temas pude identificar que era lo mejor para realizar el problema dado. De esta manera comprendí mejor las fuerzas que interctúan y el equilibrio que se da en la tensión de las vigas de ua casa. Finalmente, la importancia en la carrera de arquitectura lo importante que es comprender las construcciones e infraestructuras.
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26 de Julio del 2003
SAMANTHA AIDA GIL ZAVALETA
samanthagil2606@gmail.com +51 982 564 780 Lima, Perú
PERFIL
INFORMÁTICA
Soy estudiante de arquitectura, actualmente en el tercer ciclo, en la Universidad de Lima. Me considero una persona que le gusta aprender y busca la enseñanza en todo momento. Desde siempre me ha interezado todo el lado artístico como el baile, dibujo y diseño. Me gusta mucho el proceso de crear nuevas ideas y que poco a poco se vayan mejorando como en el curso de taller que finalmente críticamos para mejorar nuestras propuestas. Finalmente, expresar tus gustos e ideas en un resultado final
Adobe Photoshop Revit 2022 AutoCAD 2022
IDIOMAS Español
EDUCACIÓN 2016 2020
Actualidad
PRIMARIA Colegio Recoleta La Molina
Inglés Francés
SECUNDARIA Colegio Recoleta La Molina
PRE-GRADO Universidad de Lima
RECONOCIMIENTOS Quinto superior en el primer ciclo Tercio medio en el segundo ciclo
INTERESES PERSONALES Música
Dibujo
Fotografía Baile
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CONTENIDO DEL CURSO I. SUMILLA Física es una asignatura teórico práctica en cuyo desarrollo se enfatiza el valor de la experiencia empírica y cotidiana para la demostración de los conceptos teóricos más relevantes. Comprende el análisis mecánico genérico de partículas y cuerpos rígidos, así como su interacción con el medio natural y algunos alcances sobre las propiedades de la materia. Se centra en el estudio del equilibrio, la cinemática y la dinámica de sólidos y fluidos; teniendo en la energía mecánica el eje transversal de la asignatura y demostrando el paralelo existente entre las principales ramas del estudio de la materia. II. OBJETIVO GENERAL La asignatura de Física busca, de forma general, aprender una base técnica, pero a la vez de reflexión filosófica. Asimismo, motivar el sentido analítico y crítico del estudiante a través de un recorrido por la mecánica clásica, en perspectiva con los orígenes de la ciencia y la física moderna, aplicando las teorías en ejercicios y experimentos con calidad y exactitud. III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Finalizando satisfactoriamente el periodo académico, el estudiante: 1. Comprender algunos fenómenos mecánicos resolviendo problemas típicos relacionados a formas, espacios, movimiento y equilibrio con orden y exactitud. Incrementar la capacidad de Identificar y describir la cinemática de una partícula aplicando conceptos como posición, velocidad y aceleración resolviendo experimentos con orden y precisión. 2. Reconocer el equilibrio en partículas y cuerpos rígidos, elaborando diagramas de cuerpo libre y aplicando las leyes del equilibrio, con exactitud. 3. Aprender sobre la dinámica de una partícula, aplicando las leyes de la dinámica para el estudio de la dinámica lineal demostrando el uso de la formulación correcta. 4. Poder diferenciar entre ondas electromagnéticas y mecánicas, así como entre longitudinales y transversales; a fin de manejar algunos principios elementales de luz, color, acústica y las propiedades del sonido con precisión. 5. Objetivos de Desarrollo Sostenible – ODS: - Objetivo 5: Lograr la igualdad entre los géneros y empoderar a todas las mujeres y niñas. - Objetivo 10: Reducir la desigualdad en y entre los países - Objetivo 11: Lograr que las ciudades sean más inclusivas, seguras, resilientes y sostenibles
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