Universidad de los andes

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL” DEPARTAMENTO DE FISICA TRUJILLO, VENEZUELA

CONSTRUCIÓN DE UNA MONTAÑA RUSA PARTIENDO DE LA APLICACIÓN DE LAS LEYES DE NEWTON

• •

Profesor.

•

Jesus Briceño

Intregrantes: Jesus Calles CI:259824731 Daniel Paris CI: 25882975

Trujillo, Febrero de 2016

Índice de Contenido Pagina  Introducción

………………… 3

 Capítulo I

……………….4-8

•

El problema de investigación

•

Objetivos

•

Justificación

 Capitulo II •

Marco teórico

•

Antecedentes

•

Base teóricas

•

Términos básicos

 Capitulo III

……………9-15

…………..16-17

•

Elaboración de hipótesis

•

Sistema de variables e indicadores

 Capitulo IV •

Enfoque de la investigación

•

Nivel de investigación

•

Modelo de investigación

•

Muestra

 Conclusión

…………...18-19

…………….20

Introducción

Aplicando la primera ley de Newton en un vagón en una montaña rusa, se puede decir que dicho vagón está en reposo en movimiento uniforme y para que salga del estado de reposo se le debe aplicar una fuerza externa para ponerlo en movimiento sobre los rieles y una vez en movimiento se le debe aplicar una fuerza externa contraria para detenerlo, en este caso se representa por la fuerza de rose generada por las fuerzas.

Con respecto a la segunda ley de Newton el vagón se deja caer desde una cierta altura sobre la superficie de la tierra con una velocidad inicial distinta a cero y as logra moverse a lo largo de su recorrido en los rieles

La tercera Ley de Newton sostiene que por cada acción hay una reacción igual y opuesta; como ejemplo de esto podremos comprobar con el tren y los pasajeros del vagón, en cuanto el tren comience el descenso, debido al empuje se verá que los cuerpos irán completamente pegados al asiento hasta que el en el tramo final, en la zona de frenada el tren sea detenido por la acción de los frenos y los cuerpos aun tiendan a ir hacia adelante.

CAPITULO I

EL PROBLEMA Planteamiento del Problema

A lo largo de la historia en diferentes partes del mundo algunos grupos estudiosos de la física, específicamente de las Leyes de Newton han intentado explicar de manera clara ,precisa y eficaz mediante experimentos sencillos y comprensibles para el ser humano , de manera tal que mediante algunas

conclusiones

derivadas

o

resultados

obtenidos

del

estas

investigaciones ,contribuyan de manera sensata al desarrollo de la sociedad mediante la aplicación de dichos conocimientos en diferentes aspectos de desarrollo mundial como por ejemplo su aplicación en el ámbito del cálculo general , cabe decir y mencionar que a lo largo de la historia se ha logrado muchos muchos avances en la actualidad como por ejemplo en el transporte , en el cual la segunda ley o postulado de newton juega un papel fundamental, ligado al papel fundamental y principal que juega el efecto de la gravedad la cual hace posible que se den todos estos fenómenos aptos para la investigación.

En términos globales se pueden encontrar una gran variedad de experimentos válgase los hechos por el mismo newton que fueron fundamentales en sus teorías y postulados , los cuales fueron resultado principal de estudio y debate en la sociedad y grupos estudiosos ,la cual mediante su exposición y y verificación mediante experimentos concretos como lo fue el de la caída libre de los cuerpos, dichas acciones generaron la

confirmación y publicación como leyes de newton ,dado nombre a su creador y promotor principal en el ámbito mundial no obstante en un ámbito más local

podemos coincidir en que no se han realizado ni

diseñado experimentos mas alla de los conocidos de orden global y generales que explican estos hechos a demostrar que expliquen de una manera

sencilla

el

funcionamiento

de

dichas

leyes

mediante

la

construcción de un experimentos sencillo como una montaña rusa en la que se puedan explicar las leyes de newton en toda su dimensión, dicho esto nos basaremos en una montaña rusa para intentar explicar los conceptos más básicos de las 3 Leyes de Newton, de acuerdo a lo ya expuesto surge el interés de dar respuestas a la siguiente interrogante:

¿Se puede construir un modelo a escala de una montaña rusa que explique de manera eficaz y sencilla las leyes de newton?.

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN

Objetivo General •

Explicar de una manera eficaz y sencilla las leyes de newton incursas en el funcionamiento de una montaña rusa

Objetivo Especifico •

Representar de manera clara y sencilla las leyes de newton en las diferentes etapas del experimento

•

Considerar las posibles soluciones y adaptabilidad de una montaña rusa al cumplimiento de lo postulado por Newton

•

Contrastar las ventajas y desventajas del uso de una montaña rusa para la explicación practico-sencilla de los fenómenos explicados por Newton

•

Demostrar la eficacia del uso de una montaña rusa como solución a la explicación de las leyes

•

Anticipar el impacto que tendría la implementación dichas leyes en una montaña rusa

•

Proponer el uso de uso de montañas rusas y demás experimentos sencillos para la explicación de fenómenos existentes y de perfil de estudio para el desarrollo científico

JUSTIFICACION

El estudio de las leyes de Newton es indispensable ya que mediante el análisis

de

estas

podemos

encontrar

respuestas

a

fenómenos

expresados en distintas situaciones de la vida cotidiana , que al expresarlas en una montaña rusa podemos dar respuestas de manera sencilla y de manera didáctica a algunas de estas incógnitas, por ejemplo la relación Gravedad-Aceleración.

Por otro lado basándonos en el aspecto teórico podemos decir que dicha investigación funciona como complemento a las teorías y leyes generales de Isaac Newton ya que mediante sus experimentos expresa los distintos mecanismos de dichas leyes.

En el ámbito metodológico podemos deducir que esta investigación ampliamente valida ya que demuestra con pruebas su veracidad, realizando diagramas racionales de su funcionamiento para su mejor estudio y diagnóstico de problemas reales; por lo cual dicha investigación resulta muy beneficiosa para la sociedad y ayudándola a comprender de manera veras las leyes de newton que se emplean e una montaña rusa y su explicación general.

Capitulo II Marco Teórico

Antecedentes Newton (1686) elaboro un estudio definido por la sociedad como “postulado fundamental de newton” en memoria a su creador. EL cual se fundamentó teóricamente en trabajos de carácter empírico y de campo él estudio de fenómenos observados y característicos de la tierra fundamentándose en postulados importantes como los de galileo y Aristóteles , el cual tenían como objetivo principal el estudio, análisis y deducción de respuestas en torno al movimiento de los cuerpos ,estado normal y el movimiento general, investigación de carácter explicativa

para tal efecto el aplico una con un diseño de carácter

experimental en el cual observo de manera muy comprensiva los efectos de atracción de la tierra, movimiento de la masa ,reposo y factores que lo ocasionaban ,teniendo como resultado una deducción en tres leyes fundamentales que originarían efectos explicativos a demás fenómenos sin explicación de la época.

Este investigación realizada por Newton es fundamental para la realización de la montaña rusa, ya que como es de saber ,se hace la investigación basada en los principios básicos que esta establece en su postulado,

tratando

de

integrarla

de

manera

óptima

a

la

maquina(montaña rusa), de manera que en esta se pueda ver de manera clara ,sencilla, y con parsimonia como actúan las leyes de newton sobre el objeto ,que en este caso sería la montaña rusa

Einstein (1915) elaboro un postulado llamado “Relatividad General) cuyo objetivo principal o general era la explicación real de los fenómenos generados en torno a la gravedad y fenómenos universales que la causan basándose en estudios de características experimentales escritos por estudiosos anteriores a él. Mediante la aplicación de una metodología mixta de carácter analítico, experimental y predictivo obtuvo resultados significativos

a la explicación del fenómeno

denominado gravedad y todos los aspectos que ella abarca.

Basándonos en esto deducimos que para la creación de una montaña rusa es importante tener en cuenta que la gravedad influirá de manera directa sobre ella, complementando lo anteriormente dicho

en los

trabajos de newton, que por ser

De carácter contrario una de la otra, aunque las similitud entre ambas se puede señalar en la tierra. En la cual se observa que influye la gravedad vista desde el punto tanto de Newton el cual basa sus teorías en torno al funcionamiento de la gravedad en el aspecto mundial, tanto como desde el Punto de vista relativista el cual es más especifico a nivel universal.

Bases Teóricas

Leyes de Newton

Son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular aquel relativo al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Montaña Rusa

Una montaña rusa es una atracción de feria consistente en un sistema de rieles, que forman una o varias pistas o vías que suben y bajan en circuitos diseñados específicamente. Por esos rieles se deslizan carros o coches, en los cuales viajan los pasajeros convenientemente sujeto.

Viendo la experiencia científica obtenida a lo largo del tiempo y de la existencia de la ciencia se hace una forma de apoyo en las teorías y postulados las de Newton, siendo estos un aporte muy importante a la ciencia por parte de estudiosos de cualquier rama de esta. Basándose en esto se obtuvo una recopilación de datos muy importante y basta en torno a la gravedad, dinámica e inercia, construcción de tanto como en datos y pasos a seguir para la construcción de montañas rusas y conociendo la

posición de los científicos más trascendentales en el tema, se adopta de manera conveniente la teoría de que es posible la explicación de las leyes de newton mediante un experimento denominado montaña rusa la cual ya se ha dado a notar su consistencia lógica

Definición de Términos básicos

Aplicación Es todo aquel conjunto de usos que se le puede asignar a un determinado objeto con alguna finalidad

Científico Es una persona que participa y realiza una actividad sistemática para adquirir nuevos conocimientos, es decir, que practica la investigación científica

Conocimiento El conocimiento es un conjunto de información almacenada mediante la experiencia o el aprendizaje (a posteriori), o a través de la introspección (a priori). En el sentido más amplio del término, se trata de la posesión de múltiples datos interrelacionados que, al ser tomados por sí solos, poseen un menor valor cualitativo

Construcción Se le conoce como construcción a la acción de realizar algo y concretarlo ,bien sea una obra material o de corte mental invisible.

Ley Es una proposición científica en la que se afirma una relación constante entre dos o más variables o factores, cada uno de los cuales representa una propiedad o medición de sistemas concretos.

Montaña Una montaña es una eminencia topográfica (elevación natural de terreno) superior a 700 m respecto a su base. Las montañas se agrupan, a excepción de los volcanes, en cordilleras o sierras

Movimiento Cambio de lugar o de posición de un cuerpo en el espacio.

Postulado Un postulado es una proposición no evidente por sí misma, ni demostrada, pero que se acepta, ya que no existe otro principio al que pueda ser referida

Rusa Es un adjetivo calificativo que se le otorga a alguien originario de Rusia.

Efecto Es el resultado que se logra mediante la interacción de un objetos con otro, dicho resultado se le denomina efecto

Capitulo III Elaboración de la hipótesis

Hipótesis general Las leyes de Newton aplican para todos los cuerpos existentes de masa (n) en la tierra.

Hipótesis especifica El funcionamiento óptimo de las montañas rusas se debe a la aplicación de manera natural o artificial de leyes de la física como las leyes fundamentales del movimiento

Sistema de variables e indicadores Hipótesis General Variables:

Indicadores:

•

Variable independiente:

•

Leyes de Newton

•

Generalidad y efecto sobre los cuerpos

•

Consistencia

racional

de

su

funcionamiento

•

Variable dependiente:

•

Cuerpos

existentes

•

Variación

directa

de

forma

natural.

de

masa (n) existentes en la tierra.

•

Ubicación relievaste.

•

Efecto

general

fenómenos

de

terrestres

los sobre

estos.

Hipótesis Específica Variables •

Indicadores

Variable Aplicación newton .

independiente: de

las

leyes

•

Generalidad y efecto sobre los cuerpos.

de •

Simplicidad de su aplicación.

•

Parsimonia comprensiva.

•

Variable

Dependiente:

la montaña rusa.

•

Resultado operacional.

•

Comprensión

sencilla

de

resultados en su funcionamiento.

Capitulo IV Enfoque

Mirando con detenimiento los hechos expresado anteriormente y analizándolos se puede definir las investigación como de carácter cualitativo como cuantitativo, ya que se orienta a la comprensión y efectos generados por la gravedad sobre los cuerpos en tierra y su proporcionalidad, los cueles son explicados por las leyes de NEWTON, mediante sus postulados y teorías del movimiento bajo efectos gravitacionales

Logrando como resultado una investigación de modelo mixto la cual correlaciona

tanto

cuantitativamente

como

cualitativamente

variables sin que una genere mayor importancia que la otra

Nivel de Investigación

las

Para la explicación y adaptabilidad de la investigación al tipo trabajo a realizar, que trata de la construcción de una

montaña rusa partiendo de las leyes de newton como explicación a los fenómenos que ocurren durante su funcionamiento , la cual requirió de una investigación del tipo descriptiva

que permitiera describir de

manera

como

sencilla,

veraz

y

confiable

actúan

las

fuerzas

gravitacionales en una montaña rusa común y corriente, mediante la recolección ,evaluación de datos obtenidos de forma empírica sobre el objeto construido

Para que todo esto se cumpliera se

dieron a cabo una serie

de

experimento cuasi experimentales o a conveniencia , ya que nuestro objetivo es construir una montaña rusa funcional por así decirlo ,partiendo de su interrelación con el movimiento en general. Para ello tomamos como muestra, o firme ejemplo verificable una montaña rusa construida a escala de manera que fuera más fácil las recolección de datos para legar a denotar los resultado

Conclusión Solo queda decir que las leyes de newton son una gran herramienta para la comprensión de fenómenos como la gravedad , movimiento y atracción que aplican a todo lo existente en la tierra y la manera en que

repercuten de manera directa sobre objetos en específico como lo es un simple juego de atracción como la montaña rusa Para concluir cabe acotar que la investigación realizada, la cual genero una forma de relleno en la perspectiva de lo que trata la investigación en la mente del lector, cabe destacar lo dicho por newton en sus leyes, específicamente en la segunda, la cual nos menciona que la aceleración de un cuerpo va directamente proporcional a la fuerza ejercida sobre el, por lo que queda decir que el conocimiento adquirido es proporcional a las ganas de aprender que tengamos.

Materiales empleados en la construccion  Maya gallinero para los rieles  Carton tipo MDF para lsa columnas  Pega  Bola de acero  Bombillo fluorescente  Cable  Interruptor de timbre  Cinta adhesiva  Pintura al frio de colores rojo ,amarillo y negro  Carton.

Descripcion y construccion de la construcci贸n de la monta帽a