Post on 21-Jul-2015
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CESVI COLOMBIA S.A.
DEPARTAMENTO DE SEGURIDAD VIAL
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MAGNITUDES FISICASToda medición consiste en atribuir un valor numérico cuantitativo a alguna propiedad de un cuerpo, como la longitud o el área. Estas propiedades, conocidas bajo el nombre de magnitudes físicas, pueden cuantificarse por comparación con un patrón o con partes de un patrón.
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Sistema de medidasSISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES S.I.Sistema de medidas utilizado en la mayoría de países también conocido como sistema métrico.
kgKilogramoMasa
sSegundoTiempo
mMetroLongitud
Símbolo de la unidad
Unidad básica
Magnitud física
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TALLER
ü Ejercicios conversiones
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MagnitudesESCALARES VECTORIALESSe determinan simplemente con un numero real y la magnitud de medida (temperatura, energía, masa)
Es necesario conocer la magnitud y el sentido. Se representan por medio de segmentos orientados (velocidad, aceleración, fuerza)
Ar
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TALLER
üGraficas con vectoresüUbicación espacial en la ciudad, y
desplazamiento entre lugares
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N
OR
A
B
Ubicación espacial
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Ejercicio Nº 1
Un automóvil recorre 30 km hacia el este en una carretera plana hasta llegar a un crucero donde da vuelta hacia el norte y recorre 40 km antes de detenerse. Encontrar el desplazamiento resultante del automóvil.
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Mecánica
CINEMÁTICA
Estudia las leyes del movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen
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Desplazamiento
Se define como la diferencia entre la posición final y la posición inicial de un móvil.
if xxx −=∆
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Velocidad y aceleración
txv
∆∆
=
tva
∆∆
=
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Movimiento Rectilíneo uniformeLa velocidad se mantiene constante en su trayectoria recta
txv =
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Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
Su trayectoria es una recta y se mantiene constante la aceleración.
ctet
vva if =
−=
ctexvv
a if =−
=2
22
2
21 attvx i +=
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Movimiento curvilíneoSu trayectoria central es un arco, tiene dos componentes: normal, y tangencial
R
tvat =
at an
2
Rvan =
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TALLER
üEjercicios de MRU, y MRA, üVelocidad critica y de vuelco
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Mecánica
DINÁMICA
Estudia las causas que provocan el estado de movimiento
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Personajes de la época
Galileo Galilei (1564 -1642)
“Todos lo cuerpos caen a la misma aceleración, independientemente del peso que posean”
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A parte de estudios en cuento a ala naturaleza de la luz, y óptica, Isaac Newton, aborda temas de mecánica introduciendo el concepto de Fuerza.
Isaac Newton (1643-1727)
Personajes de la época
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Leyes de Newton
1ª ley: Principio de inercia
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2ª ley: Principio fundamental de la dinámica
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amF r×=
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3ª ley: Acción - Reacción
Leyes de Newton
2112 FFrr
−=
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FuerzaLa fuerza se puede definir como una magnitud vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles. Unidades Newton.
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Tipos de fuerzaPeso
Características en general de todos los cuerpos que poseen masa, es la fuerza de atracción de los cuerpos hacia el centro de la tierra
N
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Fuerza de rozamiento
Fuerza que es producida por la superficie en contacto, en general, actúa en contra del movimiento del cuerpo.
mgFR µ=
Tipos de fuerza
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Coeficientes de fricción
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Fuerza elástica
Se observa en los cuerpos que poseen características elásticas
Tipos de fuerza
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Fuerza centrifugaEs la fuerza que posee un cuerpo cuando describe un arco, su dirección, es paralela al radio de la curva.
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Fuerza eléctricaSe produce a partir de la carga eléctrica, y es inversamente proporcional a la distancia que las separa.
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Diagrama de Fuerzas
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ejercicios
• Ejercicios de diagrama de fuerzas
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EnergíaLa energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistemacerrado y que permanece invariable con el tiempo. Las unidades son denominadas Joules
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Trabajo
El trabajo en Física se define como el producto entre la Fuerza y la distancia que recorre.
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Tipos de Energía
Energía cinética
Este tipo de energía, se asocia un cuerpo, dependiendo de la masa y de la velocidad de circulación.
2
2mvEc =
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Energía potencialEsta energía característica, depende directamente de la altura a la que se somete un cuerpo
mghEp =
Tipos de Energía
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Energía de Rozamiento
Es el tipo de energía que se disipa cuando hay un contacto entre dos o mas cuerpos
mgLER µ=
Tipos de Energía
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Ejemplo de disipación de la energía en forma de calor y de marca sobre el asfalto
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Conservación de la energía
“La energía no se crea ni se destruye simplemente se
transforma”
fi EE =
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Huella de frenado de vehiculo en cercanía a un intersección sin semáforo.
Longitud total L=40 metros
Ejercicio Nº 3
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ü Longitud D1 =6 mü Longitud D2=15 mü Materiales:
Tierra sueltaAsfalto
Ejercicio Nº 4D1 D2
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Momento linealLa cantidad de momento se define como el producto entre la masa y la velocidad
mvp =r
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Conservación del momento
fi pp rr =
fi mvmv =
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Choques
Elásticos: no sufren deformaciones y hay una transmisión total
Inelásticos: los cuerpos presentan deformaciones luego de su separación; esto es una consecuencia del trabajo realizado
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Conservación momento y energía
ffffiiii vmvmvmvm 22112211 +=+
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üEjercicios de conservación de la energía y conservación del momento
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Los vehículos circulan sobre una tramo curvo, mientras el vehiculo 1 se detiene, el otro lo golpea de forma frontal
üMASA 1: 800 kgüMASA 2: 10000 kgüDespués del impacto el vehiculo 2 recorre 30 metrosüVf 1: 20 m/s
Ejercicio Nº 5
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Velocidad critica de una curva
µRgvd =
Es la velocidad máxima con la que se puede circular en un curva de tal forma que el vehiculo no derrape
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Velocidad critica de una curva
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Demostración
• Proceso para determinar la ecuación
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üRadio curva R= 38 müPeralte 3°üMasa vehiculo 1200 kgüDimensiones
– Alto 1755 mm– Ancho 1880 mm
Ejercicio Nº 6
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• Radio curva R= 115.2 m• Peralte 2°• Masa vehiculo 1200 kg• Dimensiones
– Alto 1570 mm– Ancho 1.380 mm
Ejercicio Nº 7
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Velocidad de vuelco
hRgdvv =
Velocidad máxima antes de realizar una maniobra de vuelco sobre la vía.
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Velocidad de vuelco
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• Proceso para determinar la ecuación
Demostración
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Determinación de la zona de impacto
Teniendo en cuenta las posiciones finales y daños en los vehículos, se determina cual es la posible zona de impacto.
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Determinación de la zona de impacto
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Huellas en la vía
Determinación de la zona de impacto
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Determinación de la zona de impacto
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Determinación de la zona de impacto
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Métodos matemáticos
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Colisiones frontales y por alcance
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Colisiones frontales y por alcance
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Colisiones frontales y por alcance
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Colisiones frontales y por alcance
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Ø D1: 17.3 metrosØ Huella 13 metrosØ D2: 26.7 metros
Ejercicio Nº 8
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Ø D1: 18.9 metrosØ Huella 13 metrosØ D2: 43.2 metros
Ejercicio Nº 9
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Colisiones frontales y por alcance
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Colisiones frontales y por alcance
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ü Longitud huella L=10 mü Longitud Sin huella L=30 mü Vuelco L=10 müMasa vehiculo 1200 kgüDimensiones
AltoAncho
Ejercicio Nº 10
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Calculo de velocidad en vehículos
Calculo de energías de deformación de un vehiculo
´´´´´
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C1: 0.5 mC2: 0.7mC3: 1.0 mC4: 0.5 m
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Toma de medidas
Toma de medidas aplicando el principio de calculo de energías de deformación.
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Según estudios de accidentalidad una persona común necesita:
Aproximadamente 1s para reaccionar ante un peligro inminente. Y entre 0.1 s y 0.5 s dependiendo del vehiculo, para que comience a aparecer huella nítida sobre el asfalto.
Evitabilidad
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