1. GENERALIDADES
1.1 METODOLOGIA Y PLANIFICACION DEL TRABAJO
Se
realizara un manual de conceptos de física acompañado de una maqueta con la
ayuda de las clases presenciales y con material bibliográfico, evitando al
máximo fuentes de internet.
El
fin de este manual es aprender y conocer la aplicación de la física mecánica
sobre un puente ascensor creado a escala y así reflejarlo en la vida cotidiana.
Se
hará el manual con apoyo de bibliografías recomendadas por el docente,
exponiendo los conceptos de la física mecánica, y al mismo tiempo se ideara un
modelo a escala del proyecto asignado, creando bocetos acotados, para lograr el
objetivo general, bajo la supervisión del docente con tres entregas, cada corte
de parciales, que el dispondrá a calificarlas y aprobarlas,
Se
tendrá un lapso de tiempo de 4 meses para culminar el proyecto con todos los
puntos a aplicar.
Se
ejecutará en espacios de trabajo como bibliotecas para su referencia teórica y
en espacios abiertos para la elaboración de la maqueta.
Se
introducirá innovación en cuanto a los materiales escogidos para hacer el diseño
del modelo a escala, evitando sobrecostos y destacando alta calidad.
Se
tomara en cuenta modelos a escala realizados por diferentes personas y lograr bases
solidas para su construcción.
1.2 ALCANCES DEL TRABAJO
Los alcances
del trabajo son lo que se presentar a continuación:
-
Generalidades del trabajo
-
Objetivos
- Búsqueda
de modelos para el desarrollo del proyecto
-
Variedad de la información por fuentes bibliográficas.
-
Toma de ideas principales
-
Realización del manual para el proyecto.
-
Elaboración de esquemas acotados.
-
Plano a escala del proyecto.
-
Maqueta como producto final
-
Conclusiones.
1.3 ANTECEDENTES
A principios del siglo XX, se
implemento la idea de construir los puentes de elevación vertical con el fin de
operar con el tráfico de vehículos, el trasporte marítimo y el transporte
férreo.
El puente de elevación Aéreo (anteriormente conocido como el puente aéreo o el Puente Transbordador Aéreo) es
un hito importante en la ciudad puerto de Duluth,
Minnesota, en Estados Unidos, pues
trata de un puente levadizo verticalmente, que fue bastante raro para la
época en ese país, este puente comenzó su vida como un paradójico puente transportador,
este invento fue el segundo tipo de puente jamás construido en los Estados
Unidos. Originalmente construido en 1905, el puente se ha actualizado en
1929-30 al diseño de elevación actual y este sigue funcionando hoy en día. El puente esta en el Registro Nacional de Lugares
Históricos el 22 de mayo de 1973.
Tomada de Fuente de
Internet, http://www.wikipedia.com/
Otro de los puentes más antiguos es el puente original de Ryde que fue inaugurado el 7 de
diciembre de 1935 por el Primer Ministro de Nueva Gales del Sur, en Australia, el puente original es un puente levadizo, que estaba obligado a
permitir paso de botes, entonces situado en la orilla sur del río Parramatta,
justo al oeste del puente. Sin
embargo, el mecanismo de elevación se eliminó a fines del siglo 20 y que no ha
sido abierto desde entonces.
Un puente adicional fue
construido adyacente al lado este del puente para transportar el tráfico en
dirección sur, dejando el original puente para el tráfico hacia el norte
solamente. Fue inaugurado el 25
de noviembre de 1988.
Tomada de Fuente de Internet,
http://www.bphod.com/
Entre
puentes de elevación vertical más actuales, se encuentra el puente de Rouen
para permitir el tráfico del flujo marítimo y vial hacia el norte-este, con el
fin llegar a la zona portuaria, sin tener que pasar por el centro de la ciudad;
la ubicación fue elegida estratégicamente y proporciona un descanso entre el
puerto y la ciudad.
Tomada de Fuente de
Internet, http://www.brianmicklethwait.com/
Unos
de los proyectos vigentes a realizar, es el puente de elevación Burdeos sobre
el río Garona, en Burdeos, Francia. El nuevo Garonne River Bridge es un puente
de elevación vertical con una longitud de tramo de aproximadamente 117 m y una
anchura a cabo a cabo de aproximadamente 43 m con una altura de elevación de
diseño de 50 m. El lapso de ascensor tendrá una sección transversal simétrica y
llevar a cuatro carriles de circulación, dos pistas de monorraíl y dos aceras
fuera de borda / ciclo vías, cuatro, torres pilón independientes - uno en cada
esquina de la duración de ascensor - permitirá un contrapeso (cuarto del peso
ascensor período total) para desplazarse verticalmente en el interior de cada
torre.
El
funcionamiento del palmo de la elevación se consigue a través de cuerdas de
alta resistencia, que es alambre que pasa por las poleas que conectan el palmo
de la elevación de los contrapesos. Un cable del cabrestante unidad del sistema
operativo con el motor eléctrico y las unidades de vector de flujo
regenerativas transportar en pago y los contrapesos, por lo tanto subir y bajar
el palmo de la elevación.
La
construcción está en curso y se espera que esté terminado en 2012.
Tomada de Fuente de
Internet, http://www.hardesty-hanover.com/
La
mayor desventaja del puente de elevación vertical (en comparación con muchos
otros diseños) es la restricción de altura para los buques que pasan por
debajo.
1.4 DEFICIENCIA DE INFORMACIÓN
Es
un puente poco utilizado, y solo se emplean en costas o ciudades donde haya
mares o ríos con zonas portuarias. En Suramérica casi no se implementan este
tipo de puentes porque –pensamos- que la relación del costo-beneficio no es
viable, para presupuestos de países sub-desarrollados.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
F Realizar
un modelo a escala del puente ascensor, demostrando los principios físicos
aplicados en él.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
F Conocer
y analizar los fundamentos de la física mecánica.
F Utilizar
los recursos disponibles para su fabricación.
F Identificar
los principios físicos empleados en la maqueta.
F Crear
esquemas como ideas principales del modelo a escala.
F Investigar
y dar definiciones concretas de los conceptos básicos para su total
entendimiento.
F Reflejar
el impacto de rendimiento que tiene el puente ascensor, con todos sus elementos
mecánicos, para solventar situaciones a nivel de ingeniería.
3.
UNIDADES, CANTIDADES FÍSICAS Y VECTORES.
§ UNIDADES.
TIEMPO: el
estándar actual para medir el tiempo optado en 1967, se basa en un reloj
atómico que usa la diferencia de energía entre los dos estados energéticos más
bajos del átomo de cesio. Cuando se bombardean con microondas de una
determinada frecuencia, los átomos de cesio sufren una transición entre dichos
estados. Se define un SEGUNDO con el
tiempo requerido por 9.192´631.770 ciclos de esta radiación.
LONGITUD: en
1983 se estableció un nuevo estándar atómico para el metro, utilizando la longitud de onda de la luz en el vacío (sabiendo
que la velocidad de la luz en el vacío es exactamente 299´792.458 m/s).entonces
la nueva definición del METRO es la
distancia que recorre la luz en el vacío en 1/299´792.458 s.
MASA: el
estándar de masa es el KILOGRAMO se
define como la masa de un determinado cilindro de aleación de platino-iridio
que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Seres cerca de
Paris.
Ya
entendidas estas unidades de medida, longitud y tiempo es más fácil introducir
medidas más grandes como el kilómetro o unidades más pequeñas como el
centímetro y el gramo. En el sistema métrico estas otras unidades siempre se
relacionan con las unidades fundamentales (el metro, kilogramo y segundo) por
múltiplos de 10 o submúltiplos de 1/10.
§ CANTIDADES FÍSICAS.
Son
cualquier numero empleado para describir cuantitativamente un fenómeno físico.
Por ejemplo dos cantidades físicas son las que describen a una persona son su
peso y su altura.
El
sistema de unidades empleado por los científicos e ingenieros se denomina
comúnmente “sistema métrico”, pero desde 1960 su nombre oficial es SISTEMA INTERNACIONAL o SI.
§ VECTORES
Es
una representación gráfica dando una cantidad y una magnitud para relacionar o
combinar unidades.
Es
decir es un desplazamiento, que es un cambio en la posición de un punto A a
otro B, así podemos determinar una dirección e introducir medidas de tiempo,
posición y situarlas en un espacio.
4.
MOVIMIENTO EN UNA LÍNEA RECTA
Es
el movimiento de un cuerpo cualquiera en una línea recta o en caída libre.
Un
ejemplo podría ser una persona conduce su vehículo por una pista recta, para
estudiar este movimiento necesitamos un sistema de coordenadas para describir
la posición del coche. Elegimos el eje x que este a lo largo de la trayectoria
de la recta del vehículo con un origen 0 en la línea de salida. En este punto
nos darán variables como la distancia y el tiempo, donde tendremos que
determinar la velocidad media a la cual se desplaza el vehículo, para esta incógnita
se presenta la siguiente ecuación:
Donde x es la distancia y t el tiempo.
5.
MOVIMIENTO EN DOS O EN TRES DIMENSIONES
Este
movimiento se da en las coordenadas x,
y, z, donde podremos describir trayectorias en de objetos en cualquier
dirección, es decir podremos trazar la trayectoria de una pelota donde
tendremos tres trayectorias con
determinadas distancias, tiempo y velocidades.
Estas
distancias serán determinadas por vectores para su fácil comprensión y
dibujadas en el plano cartesiano en tres direcciones x, Y y Z con un origen cero 0.
En
los puntos de trayectoria es más fácil calcular el vector velocidad instantánea
usando los respectivos componentes durante cualquier desplazamiento en cada uno
de los vectores, que esta dado por:
Entonces
podemos deducir la trayectoria de un objeto de la siguiente forma:
Siendo
i , j y k vectores los respectivos valores, entonces la velocidad o
rapidez de determinado objeto estará determinada por:
6.
LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON
§ PRIMERA LEY DE NEWTON
Esta
ley dice que si la fuerza neta sobre un cuerpo es cero 0, su movimiento no
cambia.
Por
ejemplo supongamos que deslizamos un disco de hockey sobre una mesa horizontal,
aplicándole una fuerza horizontal con la mano. Cuando se deja de empujar, el
disco no sigue moviéndose indefinidamente; se frena y se para. Para que siga
moviéndose, hay que seguir empujándolo (aplicarle una fuerza). Podríamos llegar
a la conclusión por “sentido común” de que los cuerpos en movimiento
naturalmente se detienen y que se necesita una fuerza para mantener el
movimiento.
Imaginemos
ahora que empujamos el disco sobre la superficie lisa de un piso recién
encerado, al dejar de empujar el disco se desliza mucho más lejos antes de
pararse.
Ahora
coloquemos el disco en una mesa de hockey de aire, donde flota en un “cojín” de
aire y llegara aún más lejos. Lo que frena el disco es la fricción, una
interacción entre la superficie del disco y la superficie sobre la cual se
desliza, cada superficie ejerce una fuerza de fricción sobre el piso que se
opone a su movimiento; la diferencia entre los tres casos es la magnitud de la
fuerza de fricción.
El
piso encerado ejerce menos fricción que la mesa y el disco viaja más lejos. Las
moléculas de gas de la mesa de hockey de aire son las que menos fricción
ejerce. Si pudiéramos eliminar la fricción por completo, el disco nunca se
frenaría y no necesitaríamos fuerza alguna para mantener el disco en movimiento,
así que la idea de que se requiere una fuerza para mantener en movimiento es
incorrecta.
Experimento
como el que describimos demuestran que si ninguna fuerza neta actúa sobre un
cuerpo, este permanece en reposo, o bien se mueve con velocidad constante en
línea recta. Una vez que un cuerpo se coloca en movimiento, no se necesita
fuerza neta para mantenerlo así; en otras palabras: Un cuerpo sobre el que no
actúa una fuerza neta se mueve con velocidad constante (que puede ser cero) y
cero aceleración.
§ SEGUNDA LEY DE NEWTON
A
diferencia de la primera ley de newton, la
segunda ley relaciona la fuerza con la aceleración cuando la fuerza neta no es
cero 0, es decir si se aplica a un cuerpo una combinación de fuerza el cuerpo
tendrá la misma aceleración (magnitud y dirección) que si se aplicara una sola
fuerza igual a la suma vectorial, por lo tanto el principio de superposición de
las fuerzas también se cumple cuando la fuerza neta no es 0 y el cuerpo se está
acelerando.
Esta
ecuación dice que si una fuerza externa neta actúa sobre un cuerpo, este se acelera.
La dirección de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta, el vector
fuerza neta, es igual a la masa del cuerpo multiplicado por su aceleración.
§ TERCERA LEY DE NEWTON
Esta
ley es una relación entre las fuerzas que ejercen entre si los cuerpos que
interaccionan. Una fuerza que actúa sobre un cuerpo siempre es el resultado de
su interacción con otro cuerpo, así que las
fuerzas vienen en pares, para esta ley se tiene una fórmula:
Si
el cuerpo a ejerce una fuerza sobre
el cuerpo b (una “acción”), entonces
b ejerce una fuerza sobre a (una “reacción”). Esta fuerza tiene
la misma magnitud pero dirección opuesta, y actúa sobre diferentes cuerpos.
7. APLICACIÓN DE LAS LEYES DE NEWTON.
§ Aplicación de la primera ley de Newton: Partículas
en equilibrio
Un
cuerpo esta en equilibrio si esta en
reposo o se mueve con velocidad constante en un marco de referencia inercial.
En situaciones de la vida cotidiana podemos encontrar este equilibrio en una
lámpara colgando, una polea, una cuerda para cargar cosas pesadas o un puente
colgante.
Por
ejemplo una gimnasta cuelga de una cuerda con un aro en un extremo de esta, la
gimnasta se cuelga del aro, la gimnasta ejerce una fuerza hacia abajo y la
cuerda una fuerza opuesta igual, por la tanto la fuerza ejercida por el aro se
anula o es cero.
§ Aplicación de la segunda ley de Newton: Dinámica
de cuerpos.
Esta
ley la podemos aplicar cuando un cuerpo esta en movimiento sobre cualquier
superficie, es decir cual es la fuerza necesaria para mover un cuerpo. En
situaciones de la vida cotidiana nos enfrentamos a esta, por ejemplo cuando
estamos en una embarcación para hielo y nos desplazamos por una superficie de
hielo, lo que necesitamos saber es que fuerza se necesita para mover dicha
embarcación.
§ Aplicación de la tercera ley de Newton:
inercia
Esta
ley la podemos llamar “acción y
reacción”.
Al
patear un balón la fuerza hacia adelante que el pie ejerce sobre él lo lanza en
su trayectoria, pero sentimos la fuerza que el balón ejerce sobre nuestro pie.
8. ESQUEMAS GENERALES DEL PROYECTO APLICADO,
ACOTADO
BOCETOS
ACOTADOS DEL DISEÑO DEL PUENTE ASCENSOR
SUPERESTRUCTURA
E INFRAESTRUCTURA
(en esta parte se colocan todos los bocetos a mano del diseño de puente ascensor)
15. GRAVITACIÓN
Gravitación
es la fuerza de la gravedad, una de las fuerzas fundamentales del universo y
esta relacionado directamente con la masa.
·
Gravitación
según Newton (1687)
Newton
reflexionó sobre el hecho de que los cuerpos pesaban en la Tierra y
que los astros giraban en torno a otros astros (la Luna en torno a la
Tierra, la Tierra y los demás planetas en torno al Sol, y así todos) y se
imaginó que había una fuerza universal (que actuaba en todos lados) que hacía
que los cuerpos se atrajeran entre sí. Esta fuerza se manifestaría tanto en la atracción
de un cuerpo por la Tierra - su peso- como en la atracción entre cuerpos del
Sistema Solar (y de todo el universo) que les hace girar unos en torno a los
otros. La llamó "fuerza de gravitación universal" o
"gravedad".
Según
Newton, la gravedad sería una fuerza instantánea (es decir, cualquier
cuerpo notaría inmediatamente si hay otro cuerpo, y sufriría su atracción) y
actuaría a distancia, es decir, la intensidad de la fuerza dependería de
algo (el otro cuerpo) que puede estar muy alejado, sin que haya contacto entre
los cuerpos.
Aprovechándose
de todos los conocimientos astronómicos y experimentos de muchos físicos
anteriores (Copérnico, Tycho Brahe, Galileo y otros), Newton se dio cuenta de
que la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos tenía que
ser proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia entre
ellos al cuadrado:
F
Mm/d2
A
la constante de proporcionalidad en esta fórmula la llamamos G (por
"gravitación"):
F =
G Mm/d2
La
pregunta importante es: ¿y eso, por qué?; ¿por qué existe esa fuerza? Newton no
lo sabe: "Divinitas" (la divinidad), dice. Esto es salirse por la
tangente; no nos convence esa explicación, ni tampoco a muchos de sus colegas
(el filósofo Leibnitz se enfadó con Newton por ello). Pero no exijamos a Newton
más de la cuenta. Bastante hizo con explicarnos cómo actúa la
gravedad mediante su famosa fórmula, aunque no supiera por qué. Mediante
su teoría, sencilla y elegante, los físicos, los astrónomos y los ingenieros
han podido entender (y medir con altísima precisión) las órbitas de los
planetas y del Sol, la rotación de las galaxias y la dinámica de los cúmulos de
galaxias, las mareas que la Luna (y el Sol) causan en los océanos...y
hemos podido también construir naves espaciales que viajan alrededor de la
Tierra y por el Sistema Solar. Todo gracias a la teoría de Newton.
¿Altísima
precisión, hemos dicho? Efectivamente, en los miles de experimentos y
observaciones astronómicas que se han hecho desde que Newton propusiera su
teoría (1687), los resultados coinciden con los cálculos, según su fórmula, con
altísima precisión... casi siempre. Pero la ciencia es perfeccionista, y
un solo ejemplo convincente de que una teoría falla, aunque sea sólo un poco,
es suficiente para que la consideremos falsa. No nos valen los
"casi": tiene que funcionar siempre y en el caso de
Mercurio esto no funcionaba.
·
Gravitación
según Einstein
1.
Límite
de velocidad en la transmisión de información
Para seguir la línea de razonamiento de Einstein, primero tenemos que recordar que su teoría de la relatividad especial parte de que nada puede propagarse más rápido que la luz. Y, segundo, haremos un "experimento mental" de los que tanto le gustaban a Einstein (él se imaginaba, pensando, un experimento y reflexionaba sobre sus consecuencias). El experimento mental que haremos será el de la "desaparición instantánea del Sol". Sabemos que el Sol nos envía luz y que esta luz viaja a 300.000 km/s, así que tarda unos 8 minutos en recorrer los 150 millones de km que separan el Sol de la Tierra: la luz nos llega 8 minutos después de salir de nuestra estrella. Imaginemos ahora que el Sol desaparece de repente, que instantáneamente se volatiliza. Si así fuera, aún tendríamos 8 minutos de luz en la Tierra antes de que empezara la oscuridad. Ocho minutos no es mucho, pero es algo: cojan un reloj y cuenten 8 minutos, e imaginen que durante todo ese tiempo el Sol ya no existe: aunque vemos su luz y su imagen en el cielo, el Sol ya no está ahí. Einstein ya sabía todo esto, no le preocupaba ese retraso de 8 minutos en la luz. Lo que le preocupó, y mucho, fue darse cuenta que, si el Sol ya no estaba ahí, entonces tampoco atraería a la Tierra (ni a los demás planetas). O sea, la Tierra ya no sufriría la atracción gravitatoria del Sol, ya no giraría en torno a él; se iría por la tangente de su órbita, igual que sale disparada una piedra de una honda cuando soltamos de repente la cuerda. Y lo importante es que esta salida de órbita de la Tierra, si es correcta la teoría de Newton de que la gravedad es instantánea, ocurriría inmediatamente, sin ningún retraso, ni de 8 minutos ni de nada. Esto chocaba frontalmente con la relatividad de Einstein: era un contrasentido. Una información -la luz- viajaría a 300.000 km/s, mientras que otra información -la gravitacional- viajaría con velocidad infinita, y ambas informaciones estarían originadas por el mismo fenómeno, la desaparición instantánea del Sol. O bien su teoría de la relatividad especial no era correcta (y había cosas que sí podían ir más rápido que la luz, con velocidad infinita, de hecho) o bien la teoría de Newton de fuerza instantánea no era correcta. He ahí su dilema. Einstein se puso a revisar su teoría y empezó replanteándose el concepto de observador inercial.
2.
Observador
inercial
Einstein se vio obligado a revisar la ley de la gravitación de Newton porque no quería abandonar su teoría de la relatividad. Así que ¿por dónde empezar? Dado que el problema era conceptual, empezó por replantearse otro concepto diferente (y no se preocupó, de nuevo, por la discrepancia observacional en la posición de Mercurio). Ese concepto era el del llamado observador inercial, es decir, el del observador sobre el cual no actúa ninguna fuerza. Pero, pensó, ¿puede existir realmente un observador sobre el que no actúe ninguna fuerza? En el universo hay muchísimos astros (planetas, estrellas, galaxias...) y además la fuerza de la gravedad tiene radio de acción infinito, o sea, aunque la distancia se haga muy grande, siempre vale algo (F
3.
Teoría
General de la Relatividad (1915)
Einstein construyó su nueva teoría de la gravitación (a la que llamó teoría general de la relatividad) como una salida muy ingeniosa a los problemas conceptuales que vimos en los dos apartados anteriores (y, como se demostró más tarde, explicó perfectamente los 0,43"/año de error en la posición de Mercurio).
La
genial idea de Einstein fue suponer que la gravedad (que está por todos los
lados y en todo momento en el universo) está íntimamente unida al espacio
y al tiempo (que obviamente están también por todos lados del universo y
en todo instante). Propuso que el nexo de unión era la geometría: lo que
ocurre, dice Einstein, es que, en presencia de una masa, el espacio-tiempo se
"deforma", de modo que cualquier otra masa nota ese espacio
deformado, y se ve obligada a seguir trayectorias diferentes a cuando estaba el
espacio sin deformar (sin ninguna masa).
¿Qué
significa la deformación del espacio? Significa que el espacio adquiere una
geometría diferente de la que estamos habituados (el llamado espacio plano o
euclidiano).
En
un espacio no-euclidiano ocurren cosas muy diferentes al normal; por ejemplo,
puede que la línea más corta entre dos puntos sea una curva (y no una recta,
como en el espacio plano). Puede que dos paralelas se corten en un punto o en
infinitos puntos. Visualizaremos estos conceptos que parecen tan abstractos con
un simple globo terráqueo.
También
hemos hablado del espacio-tiempo... ¿qué es eso? Tenemos una idea intuitiva de
lo que es el espacio (donde situamos los objetos) y también del tiempo (lo que
marcan los relojes), pero ¿qué es ese invento de Einstein
del espacio-tiempo?
En
el siguiente enlace sobre los gráficos espacio-tiempo visualizaremos cómo
Einstein advirtió que las trayectorias en el espacio-tiempo de cuerpos bajo la
fuerza de la gravedad son líneas curvas -y no rectas-, lo que le sugirió la
idea de la deformación del espacio-tiempo por la gravedad.
En
resumen, Einstein, con su idea de conectar la gravedad con la geometría,
cambió drásticamente el concepto de interacción gravitatoria. La
gravedad ya no es una fuerza sino una deformación del espacio-tiempo. De
paso, cambió ligeramente la fórmula de la gravitación de Newton, de
modo que su teoría explica perfectamente (o sea, hasta la precisión a la que
somos capaces de medir) todos los experimentos y las observaciones
astronómicas, incluida la discrepancia de la órbita de Mercurio.
Pero,
Einstein habla de la deformación del espacio-tiempo. ¿Quiere decir que el tiempo
también se "deforma" en presencia de una masa? Sí. ¿Dice Einstein que
el tiempo que mide nuestro reloj es diferente si estamos cerca o lejos de una
masa? Sí, y esto se ha medido en un experimento muy directo: comparar cómo
marca los segundos un reloj muy preciso situado a ras de tierra con lo que
marca otro situado a gran altura (por ejemplo en la azotea de un rascacielos o
en un satélite en órbita a la Tierra). El reloj del suelo va más
despacio que el reloj a gran altura (ya que la fuerza de la gravedad
es mayor en el suelo; recordar que disminuye con el cuadrado de la
distancia al centro de la Tierra). O sea, el tiempo también se
curva en presencia de una masa, y esto es otra prueba más de la realidad
del espacio-tiempo y de que las dimensiones temporales y la espacial tienen la
misma naturaleza.
Sin
embargo, es importante darse cuenta de que las teorías de Newton y de Einstein
dan prácticamente los mismos resultados en la inmensa mayoría de las
observaciones astronómicas y experimentos de laboratorio. De hecho, los
resultados son, a todos los efectos, iguales en todos los fenómenos donde
hay gravedad débil (o sea, donde no hay gran concentración de masa).
Incluso el Sol, con su masa de 2×1027 (un dos seguido de ventisiete ceros)
toneladas no es muy masivo en el universo y, por tanto, no deforma mucho el
espacio-tiempo a su alrededor. Sólo produce ligeros efectos en la órbita de
Mercurio porque es el planeta más cercano al Sol y el que tiene la órbita más
excéntrica (menos circular). Pero son estos "ligeros efectos"
relativistas los que finalmente permitieron explicar la diferencia de 0.43
segundos de arco entre la posición predicha para el planeta y la observada.
Las
fórmulas de Newton son más fáciles de resolver que las de Einstein por eso se
siguen utilizando en los casos de gravedad débil.
4.
Gravedad débil
¿ Qué queremos decir cuando hablamos de gravedad débil? Los astrofísicos dicen que hay gravedad débil cuando la velocidad de escape es menor que aproximadamente 30.000 km/s (el 10% de la velocidad de la luz), y esto es así la inmensa mayoría de las veces. Antes de seguir, tenemos que recordar que en física se llama velocidad de escape a la velocidad que tiene que tener un cuerpo para escapar de la gravedad de otro. La velocidad de escape de cualquier cuerpo en la Tierra es de 11 km/s -unos 40.000 km/hora-; en el Sol es de 400 km/s.
Solamente
en las cercanías de objetos astronómicos extremadamente densos (estrellas de
neutrones o agujeros negros) la velocidad de escape se hace tan grande que no
se puede usar la aproximación de gravedad débil y tienen que usarse las
ecuaciones de Einstein. Los astrónomos, físicos e ingenieros espaciales
prefieren usar en todos los demás casos las ecuaciones de Newton, aunque saben
que son sólo aproximadas, porque son mucho más fáciles de resolver
matemáticamente que las de Einstein.
17. MAQUETA MODELO APLICADO, RESALTANDO LOS
PRINCIPIOS FISICOS APLICADOS
MAQUETA
DEL DISEÑO DEL PUENTE ASCENSOR
SUPERESTRUCTURA
E INFRAESTRUCTURA
(aca se coloca el proyecto final diseñado y acotado)
15. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
·
El puente ascensor es un puente útil, pues se
puede construir en cualquier parte de una estructura, inclusive, de una mega
estructura como solución al transporte marítimo, en una principal vía.
·
Los principios de física más utilizados son
las Leyes de Newton
·
El material empleado fue pasta speguetti, lo
cual hace de la maqueta un modelo resistente.
·
El sistema de poleas cuenta con poleas de 5 y
1 de diámetro unidas entre si para generar el movimiento al puente.
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