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Informe sobre el pavimento
Vallvidrera District Co. Calle: Av. Vallvidrera, 68 - 08017 Barcelona Mail: [email protected] [email protected] [email protected]
Departamento de Física
Distinguidos directores de Vallvidrera District Co. :
Tras recibir su encargo para encontrar el pavimento mas adecuado para la casa que están
construyendo, decidimos que era una oferta interesante y movilizamos todo el departamento de física
a su disposición para darles los resultados en el menor tiempo posible. El proyecto ha durado menos
de lo esperado y tras un mes de pruebas practicas y de cálculos aplicados, hemos conseguido un
resultado satisfactorio que explicaremos en los siguientes apartados de este informe. Se encontrarán
con una breve explicación teórica de la física en los pavimentos para situarles en nuestro trabajo y todos los cálculos realizados en esta investigación. Asimismo, el procedimiento para encontrar el
pavimento demostrado con imágenes y dibujos clarificadores junto con la conclusión de este informe.
Atentamente: Miquel llobet
Quim Diaz
Alex Marzal
Departamento de Física
Informe sobre el pavimento 1
La física aplicada a los pavimentos
Calcular la fuerzaExisten dos maneras diferentes para calcular la fuerza necesaria para desplazar un mueble sobre una superficie, aplicando
la formula F=m X a La fuerza se representa en Newtons, m es la masa del mueble en kilos y a la aceleración del
movimiento que se representa en m/s2. La otra manera para calcular la fuerza es mediante un dinamometro, un instrumento
de medición de fuerzas basado en la elasticidad de un muelle.
Las fuerzas que afectan a un mueble
El peso La fuerza normal Fuerza para mover el
mueble
Fuerza de Fricción
Es la fuerza que hace el
mueble contra el suelo en
función de su peso
Es la fuerza de reacción que
hace el suelo contra el peso
Es la fuerza que se hace
empujando el mueble para
desplazarlo
Es la fuerza que afecta
directamente al
desplazamiento del mueble,
depende del material
escogido
Formula: P= m X g Formula: N=m X g Formula: F=m X a Ff= μd X n (μd es el
coeficiente de rozamiento
cinético)
Según el principio de acción reacción toda fuerza tiene una respuesta igual o superior en sentido contrario, en este caso la
fuerza normal es el contrario de el peso y la fuerza de fricción es el contrario de la fuerza para mover el mueble. Si el
opuesto de una fuerza es igual a la fuerza aplicada, el mueble no se mueve por lo cual, como menos fuerza de fricción, mas
fácil será mover el mueble que es en lo que se basa nuestro proyecto. En este dibujo podrán ver la representación gráfica
de estas fuerzas.
Departamento de Física
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F de fricciónF para mover
el mueble
F normal
Peso
Evolución de la investigación
Tiempo total de la investigación: 4 semanasEmpezada el: 3 de setiembre del 2008
Acabada el: 30 de octubre del 2008
Departamento de Física
Informe sobre el pavimento 3
Primera semana:Recopilación y análisis de información so-
bre los pavimentos. Comparar y contrastar
datos hasta empezar la elaboración de un
documento único donde centrar nuestros
cálculos y estudios.
Planteamiento de la investigación y repar-
timiento de tareas entre los integrantes del
departamento.
Segunda semana:Fin de la elaboración del documento de referencia y inicio
de los cálculos. Búsqueda de los materiales necesarios
para crear el dinamómetro y las formulas para calibrarlo.
Tercera semana:Construcción del dinamómetro y pruebas
practicas del desplazamiento de los muebles.
Análisis de los resultados de las pruebas y
cálculos de la fuerza necesaria para moverlos
y pruebas con el dinamómetro.
Cuarta semana:Conclusiones de la investigación y elabo-
ración de este informe.
Cálculos de desplazamientoDepartamento de Física
Informe sobre el pavimento 4
Como se ha mencionado en al introducción, la fuerza necesaria para mover un mueble se puede
calcular de dos maneras. Ambas necesitan unos cálculos y aunque no puedan ver los del dinamómetro, les demostraremos como hemos escogido el suelo mas adecuado.
F=M X aLa formula para calcular la Fuerza
La fuerza es la incógnita que busca-
mos, la masa del mueble que usamos
en las pruebas practicas fue de 60Kg y la aceleración que hicimos para mo-
ver el mueble, la encontramos con una
ecuación del movimiento (que en este
caso es MRUA).
X=X0+V0t½at²
10=½a(10,41²)
10=0,5a X 108,36
10=54,18a
a=10/54,18
a=0,18m/s²
60Kg
10m
Una vez encontrada la aceleración, ya podemos calcular la fuerza:
F=60 X 0,18 F=18 Newtons
Esta búsqueda para encontrar el material mas ade-
cuado para la casa, se basa en la fuerza da fricción de los materiales que están en contacto en el desplaza-
miento. En este caso sería madera (El mueble) con los
suelos posibles. Para calcular esta fuerza se ha de usar
una formula:
Ff=μd X N
N=m X g
N=60 X 9,8m/s2
N= 500 Newtons
μ es el coeficiente de ro-
zamiento dinámico, de-pende de cada material
Hemos realizado este estudio con los
coeficientes dinámicos en nuestra base de datos que consta con mas de 30 pero
el mas accesible y que tiene menos coefi-
ciente (por lo tanto, menos fuerza de fric-
ción) es la madera:
Ff= μd X N
Ff= 0,4 X 500
Ff= 235,2 Newtons
ConclusiónDepartamento de Física
Informe sobre el pavimento 5
Tras esas 4 semanas de investigación, el departamento de física, mediante cálculos, pruebas,
y descartando materiales inaccesibles para la constructora, ha llegado a la conclusión que el material más adecuado para la pavimentación de la casa es la madera. Dado que solo hace
una fuerza de fricción de 235 Newtons y es un material usado la construcción, no como las
posibles opciones que nos planteamos en al investigación como ahora zinc, acero, cemento
que aunque ofrecía una fuerza menor, no son utilizados actualmente para pavimentar casas.
No solo porque es un elemento que opone poca resistencia sino porque es estético y fácil de
obtener.