THE EGG DROP (LA CAIDA DEL HUEVO)

PROYECTOS INFANTILES

CONCEPTOS

IMPULSO

MOMENTUM

vmp

Un ciclista de masa 70 (kg) se desplaza, por una colina, con unavelocidad de 15 (m/s) i. ¿Cuál es el momentum del ciclistaen ese momento?

a) 85 (kg·m/s)b) 1050 (kg·m/s)c) 55 (kg·m/s)d) -1050 (kg·m/s)e) 1550 (kg·m/s)

vmp EJERCICIO CONCEPTO MOMENTUM

ΔtFI pI

IF ppI

ΔtFI

Un niño empuja un carrito durante 7 segundos, logrando que la magnitud del impulso sea de 350 (N·s). ¿Cuál fue la magnitud de la fuerza aplicada por el niño sobre el carrito?

a) 0,02 (N) b) 7 (N)c) 350 (N)d) 2450 (N)e) 50 (N)

EJERCICIO CONCEPTO IMPULSO

Sobre un cuerpo de masa 10 [kg] inicialmente en reposo, actúa una fuerza durante 2 [s], adquiriendo una rapidez de 4 [m/s]. ¿Cuál es la magnitud del impulso aplicado?

a) 10 [Ns]b) 20 [Ns]c) 30 [Ns]d) 40 [Ns]e) 50 [Ns]

EJERCICIO CONCEPTO IMPULSO vs MOMENTUM

IF ppI

Durante un determinado tiempo, se aplica una fuerza variable sobre un cuerpo de masa desconocida, tal como lo indica el gráfico adjunto. ¿Cuál es impulso aplicado sobre el cuerpo, al cabo de 20 segundos?

A) 80 (N·s)B) 100 (N·s)C) 60 (N·s)D) 120 (N·s)E) 20 (N·s)

EJERCICIO CONCEPTO IMPULSO

NF

st

4

10 20 30

Un tractor de masa 4 [ton] se desplaza por la carretera y choca de frente con un auto de masa 900 [kg] que viajaba a 80 [km/h] en sentido contrario. Si inmediatamente después del choque los vehículos quedan detenidos, ¿qué rapidez llevaba el tractor antes de chocar?

a) 12 [km/h]b) 16 [km/h]c) 18 [km/h]d) 20 [km/h]e) 25 [km/h]

EJERCICIO CONSERVACION DEL MOMENTUM

DESPUÉSANTES pp

21

'1

'2

vvvv

e ?

• ELÁSTICA: Los cuerpos no sufren deformación permanente.

(e = 1)

• INELÁSTICA: Los cuerpos sufren deformación permanente.

(e < 1)

• PLÁSTICA (perfectamenteinelástica): Los cuerpos quedanunidos después del choque.

(e = 0)

ENERGIA

SOLAR GEOTERMICA

EOLICA

NUCLEARUNDIMOTRIZ

ENTROPIA

COLISIONES

La fuerza está directamente relacionada a la razón de cambio del impulso. En el caso de un choque esta es la fuerza del impacto

Fuerza:

m= masav= velocidadm*v= momentum

Fuerza del impacto

Ejemplo:

Un vehículo de 1.000 Kg de masa viaja a 96,5 Km/h (26,8 m/s).La tabla muestra el impulso y la fuerza de impacto si el auto se detiene en 0,5;2,0 ó 4,0 segundos

Tiempo (s)

Impulso (Kg*m/s)

Fuerza (N)

Fuerza (Kgf)

Aceleración (m/sg2)

m*v m*v/t F/g F/m0,5 26.800 53.600 5.360 53,62,0 26.800 13.400 1.340 13,44,0 26.800 6.700 670 6,7

m= masa

v= velocidad

t= tiempo

¿Qué parámetros afectan la Fuerza del impacto?

¿Qué es el esfuerzo y la resistencia de una material?

CAIDA LIBRE

GRAVEDAD

AIR RESISTANCE

1. The speed of the ball through the air.2. The density of the air.3. The drag coefficient of the ball.4. The surface area of the ball.5. The mass of the ball.

RESISTENCIA DEL AIRE

VELOCIDAD LIMITE

Se salta de altitudes entre 2.000 a 15.500 ft (aprox. 600 a 5.000 m)

Al momento de la apertura del paracaídas se puede experimentar desde +4G hasta +5G

El impacto del aterrizaje suele ser suave, comparable a un salto hecho desde una mesa de 1,2 metros de altura.

El régimen de descenso en caída libre puede exceder los 180 Km/h y con el paracaídas abierto los 18 Km/h.

La velocidad horizontal esta entre 0 y 22 Km/h

La obesidad incrementa la probabilidad de lesiones en las piernas y espalda.

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L)

w

Fr

Un paracaidista de m= 80 Kg cayendo en forma de arco tiene un Cx= 0,8 y un S= 0,6 m2 . ρaire 1,29 Kg/m3 .

1. ¿Calcule la velocidad limite ?2. ¿Calcule el tiempo característico ?

Solución.

1.

Al principio el movimiento es uniformemente acelerado, y se puede considerar como tal si el tiempo considerado no excede la mitad del tiempo característico.

Solución.

2.

Objeto Velocidad (Km/h)Paracaidista con paracaídas cerrado 216Pelota de tenis 152Balón de baloncesto 72Granizo 50Pelota de ping-pong 32Gota de lluvia 25Paracaidista con paracaídas abierto 18

Caso de estudio realUn paracaidista de m= 80 Kg desciende desde una altura de 2000 m, y lo abre a los 1000 m un Cpax=

1,4 y un Spa= 75 m2 . ρaire 1,29 Kg/m3 .

1. ¿Calcule la velocidad limite ?2. ¿Calcule el tiempo característico ?3. ¿La fuerza del impacto si flexiona

las piernas durante 2 s?4. ¿El tiempo que dura en el aire con

el paracaídas abierto?

COEFICIENTE DE ARRASTRE Ó AERODINÁMICO

Coeficiente de arrastre ó aerodinámico (comúnmente denotado como: cd, cx o cw)

RECORDEMOS …….

Taller Física Mecánica1.

2.

Taller Física Mecánica continuación…3.

Taller Física Mecánica continuación…4.

Taller Física Mecánica continuación …

Proyecto aplicado…¡Save the egg-soldier Rayan!

Restricciones:

1. No se admiten proyectos que tengan paracaídas o conceptos demasiado sencillos. ¡Reten a su imaginación!.

2. Gana el concurso el sistema que permita sacar el huevo de su habitáculo sin un solo rasguño ,que tenga el menor peso y sea lanzado de la mayor altura.

3. No existen restricciones en cuanto a materiales.

Proyecto aplicado…¡Save the egg-soldier Rayan!

4. El huevo no puede tener cinta adhesiva sobre su superficie, ni ningún tipo de recubrimiento.

5. Un área aproximada de ¼ del huevo debe estar siempre visible.

6. La estética será un factor relevante.

7. El huevo debe ser de gallina tipo A, y debe estar crudo.

Fr Aire

W= m x g

PASOS DE DISEÑO

1. Disminuir la velocidad del impacto.

2. Disminuir la masa del habitáculo.

3. Colocar algo diferente al huevo que absorba la energía cinética al contacto con el suelo.

4. Orientar el huevo hacia la parte mas resistente de la cascara.

5. Buscar grandes áreas para distribuir el esfuerzo.

PARAMETROS DE DISEÑO

1. Use light and strong materials.

2. Use simplified apparatuses.

3. Bring a repair kit to the drop site.

4. Don´t overcomplicate the design.

5. Don´t use heavy materials if at all possible.

HINTS

Entregable…¡Save the egg-soldier Rayan!

1. Elaborar el informe siguiendo los pasos de un Paper. (Artículo científico).

2. Colocar Anexos donde se muestren fotos del proceso de diseño y de las pruebas.

3. Se debe ilustrar el proceso creativo, mostrando las ideas que se plantearon, las que se implementaron , y las que le gustaría implementar. Si alguna no funciono, se debe explicar el porque esta fallo.

Entregable…¡Save the egg-soldier Rayan!

4. Elabore diseños esquemáticos, donde se ilustre sus ideas, en la medida de lo posible con dimensiones.

5. Justifique el diseño, donde se explique las razones por las cuales se escogió un diseño determinado. Teniendo en cuenta materiales, formas y cuéntenos la ventaja sobre otras posibilidades. Aplique el conocimiento científico adquirido en clase. (Por ejemplo cálculos de energía, colisiones, fricción con el aire etc.)

¿Preguntas?

After the Drop…¡Save the egg-soldier Rayan!

1. ¿What are the forces acting on the egg as it falls?2. ¿How can you control the forces that cause the egg to break?3. ¿Was the material,the amount of it, or its compression factor

that was the key?4. What are the common characteristics of the material that

protected some eggs?5. ¿Did the layering of materials play a role in protection?6. What about your design made egg break?Not break?7. How would you design your container differently next time?

Concepts…¡Save the egg-soldier Rayan!

The Impact…

The Impact…

The material of…¡Save the egg-soldier Rayan!

The shape of…¡Save the egg-soldier Rayan!

Egg Trivia of…¡Save the egg-soldier Rayan!

The structure of…¡Save the egg-soldier Rayan!

The structure of…¡Save the egg-soldier Rayan!

Aplicaciones

https://www.youtube.com/watch?v=aJIYq2AH_HM

https://www.youtube.com/watch?v=ehVQM0I0PSU

https://www.youtube.com/watch?v=h7N5drzgIuo#t=439http://www.youtube.com/watch?v=-_9BYSDtwRc

http://www.youtube.com/watch?v=ADBTHpk0L8g

Infografía