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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD: INGENIERIA Y ARQUITECTURA.

ESCUELA: INGENIERIA CIVIL.

TEMA:

LAS LEYES DE NEWTON Y SUS APLICACIONES EN LA INGENIERIA CIVIL

CURSO : ESTATICA.

DOCENTE : ING. DE LA CRUZ ORIUNDO, Hugo Pavel.

ALUMNO : HUARCAYA AGUILAR, Wilber.

Ayacucho, setiembre 2012

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INDICE

Pag.

CARATULA 01

INTRODUCCION 03

LAS LEYES DE NEWTON 05

APLICACIONES EN LA INGENIERIA CIVIL 06

CONCLUCIONES 09

RECOMENDACIONES 10

BIBLIOGRAFIA 11

INTRODUCCIÓN

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Si bien es cierto los pueblos de la antigüedad como los Griegos y los Romanos

conocieron la influencia de la mecánica en la construcción, veremos cómo; Las leyes de

Newton son aplicadas hoy en el campo de la Ingeniería Civil,

Este tema es muy interesante, porque analizando bien, en principio, el contenido

de las Leyes de Newton; comprenderemos lo valioso que resulta en nuestra carrera como

estudiantes, luego sus aplicaciones ya en campo, como profesionales en Ingeniería Civil.

Nuestro propósito fundamental es saber y comprender como se cumplen estas tres

Leyes de Newton, en todo proyecto relacionado a la ingeniería civil, para eso ilustraremos

algunos ejemplos, donde claramente se puede notar la acción de estas leyes.

Para esto, comenzaremos por señalar de cómo se establece estos principios

fundamentales, los cuales constituyen la base de gran parte de la ingeniería moderna.

Desde entonces se requiere el conocimiento de estos principios para el diseño y análisis

de casi todos los instrumentos y sistemas.

La mecánica es la ciencia más antigua de las ciencias físicas. Los escritos más

antiguos que se registran a cerca de esta materia son los de Arquímedes (287-212 a. C.)

referentes al principio de la palanca y al principio del empuje.

Galileo Galilei, (1564-1642) con sus revolucionarios descubrimientos astronómicos y

del movimiento de los cuerpos, fue el primero en plantear que los cuerpos bajo la acción

de un campo gravitacional caen a la misma velocidad no importando su masa.

Pero no fue hasta la llegada de Isaac Newton (1642-1727) con el planteamiento de

las tres leyes fundamentales, que cuantifican los fenómenos naturales modificando la

visión del mundo que tenían los científicos.

Lo que Newton plantea en esos años es totalmente revolucionario, durante toda la

historia de la humanidad hasta ese siglo las fuerzas de la naturaleza han actuado sobre el

hombre sin que éste tenga la menor idea de las leyes que las gobiernan y durante siglos se

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ha conformado con las explicaciones mágico-religiosas, en el sentido de un destino o la

voluntad de un ser supremo, sin embargo en este siglo, al menos algunos hombres, se dan

cuenta de que pueden reducir el accionar de la naturaleza a fórmulas matemáticas

(gravitación universal)y por lo tanto iniciar la comprensión de los principios que las rigen.

Este significativo, cambio en el modo de pensar, daría inicio al progreso científico y

tecnológico, en todos las áreas, como la ingeniería civil, para el diseño estructural con las

aplicaciones de los conocimientos sobre la interacción de las fuerzas físicas a la resolución

de problemas prácticos, como el de construir estructuras donde cobijarnos o estructuras

para cruzar obstáculos geográficos, que hasta hoy disfrutamos, ya el hombre no está a

merced de la naturaleza, la puede entender, y de ser necesario modificar para su

beneficio.

LAS LEYES DE NEWTON

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Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el

movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las

mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su

obra como la culminación de la revolución científica.

La Ingeniería Civil, se toma de la mecánica como medio, fundamentalmente para el

diseño de estructuras, y esta a su vez de las Leyes de Newton, para entender el avance de

la ingeniería hay que analizar el avance de las ciencias físicas y su evolución en los últimos

tres siglos, que es la época en donde se desarrollan las técnicas que luego se utilizarán en

el análisis y diseño.

Podemos decir entonces que todo se inicia con Isaac Newton (1642-1727) y su

planteamiento de las tres leyes fundamentales:

PRIMERA LEY: Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es cero, la partícula

permanecerá en reposo (si originalmente estaba en reposo) o se moverá con velocidad

constante en línea recta (si originalmente estaba en movimiento).

SEGUNDA LEY: Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, la partícula

tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en la dirección de

ésta.

TERCERA LEY: Las fuerzas de acción y reacción de cuerpos en contacto tienen la misma

magnitud, la misma línea de acción y sentidos opuestos.

Además de estas leyes fundamentales, Newton constituyó la ley de la gravitación,

donde establece, que dos cuerpos se atraen mutuamente con fuerzas opuestas, que en

conjunto con las tres leyes impulsaron el progreso científico por los siguientes 300 años.

APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVIL

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Encontramos diversos casos dentro de los proyectos que realiza la ingeniería civil donde

se presentan las leyes de Newton:

1. PUENTES. Los puentes se pueden clasificar en diferentes tipos, de acuerdo a diversos

conceptos como el tipo de material utilizado en su construcción, el sistema

estructural predominante, el sistema constructivo utilizado, el uso del puente, la

ubicación de la calzada en la estructura del puente, etc. Y en todas actúa las fuerzas de

tracción y compresión.

Leyes que actúan:

Tercera Ley de Newton, esto se cumple en el centro del arco y la cimentación de

los pilares. Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido

opuesto y están situadas sobre la misma recta.

Ley de la gravitación: Aquí el peso de todo el puente tendrá a ser atraído por la

gravedad.

Primera Ley de Newton: En este caso el puente permanece en reposo(estable), al

paso de un vehículo solo sufrirá una pequeña vibración.

LEY DE GRAVITACION

2. EDIFICIOS O VIVIENDAS: Los edificios o viviendas se construyen para que se

mantengan en estabilidad, esa estabilidad solamente estas logrando para cargas

ACCION Y REACCION

A C C I O N

Y R

ACCION

Y R

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muertas que es el peso propio del edificio, por lo cual por ejemplo un edificio que

pesa unas veinte toneladas el suelo tiene que responder con esa misma magnitud;

sea cual sea su condición, de no ser así el edificio tendría a caerse, entonces ya los

Ingenieros Civiles somos los encargados de darle condiciones para que el suele

reaccione con la fuerza que deseamos. Entonces una vez observado esto diremos

las leyes q actúan son:

Primera Ley de Newton: Porque el edificio o la vivienda se construye para que

permanezca en reposo, sosteniéndose de forma estable.

Tercera Ley de Newton: Porque el suelo está sosteniendo con la misma fuerza

pero en sentido contrario, sino fuera así tendería a hundirse la construcción.

ESTABILIDAD

REACION DEL SUELO

3. CANAL DE IRRIGACION O SIMILARES

Leyes que actúan:

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Segunda Ley de Newton: En este caso los canales se construyen siempre con una

pendiente, para darle aceleración al agua y pueda fluir, de no ser así el agua

tendría a estar en reposo como en una represa o laguna.

CANALES DE IRRIGACION

EXISTE UNA PENDIENTE

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CONCLUSIONES

Es tan importante la contribución que realizo Newton, fue revolucionario para todas la

ciencias que hasta la actualidad son la base fundamental de muchas ramas de la física, en

este caso es la mecánica la ciencia que nos ayuda a elaborar diseño de estructuras, el cual

es el tema que nos interesa como ingenieros.

Las aplicaciones prácticas en la ingeniería son muy numerosas, siendo quizá la parte

de la mecánica más empleada. Esto es así especialmente en la ingeniería civil y en el

análisis estructural, por lo general las estructuras se diseñan para estar y permanecer en

reposo o en un equilibrio de fuerzas, bajo las cargas de servicio estáticas, o para que su

movimiento bajo cargas dinámicas sea pequeño y estable (vibraciones).

Por lo tanto, LAS LEYES DE NEWTON SI SE CUMPLEN EN EL CAMPO DE LA INGENIERIA

CIVIL.

RECOMENDACIONES

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Si aplicamos esta visión del mundo al análisis estructural resulta que nosotros

podemos conocer con todo detalle todas las fuerzas que actúan sobre una estructura,

podemos calcular que efectos producirán y podemos dimensionar los elementos

estructurales del material que queramos para soportar estos efectos. Todo esto con la

absoluta certeza de que si medimos bien las cosas y utilizamos las herramientas

matemáticas adecuadas obtendremos estructuras seguras.

Entonces creo que basándonos en estos principios, como las leyes de Newton, se

puede diseñar estructura capaces de soportar cualquier sobrecarga imaginable, el

problema es que nunca vamos a estar seguros si esa sobrecarga va a ser realmente la más

grande que tendrá que soportar a lo largo de su vida, por lo tanto, por más que sobre

diseñemos la estructura, no vamos a estar ciento por cien seguros que nunca fallará.

Para finalizar creo que el mensaje para nosotros los estudiantes de ingeniería en

general, y en particular para los que estudian diseño de estructuras, es que en el estado

actual de las técnicas de análisis y diseño y a pesar de los grandes avances obtenidos con

el uso de computadoras, debemos ser prudentes y sensatos y pensar que siempre el

diseño más cuidadoso y bien calculado, con las estimaciones de carga más rigurosas,

trabajando en el ambiente más controlado que podamos imaginar, es susceptible de fallar

y por lo tanto debemos anticipar de qué forma podría ocurrir la falla y por qué causas

sería más probable que ocurriera y tomar las previsiones necesarias para evitar dentro de

lo posible los daños personales, en caso de producirse un terremoto por ejemplo.

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BIBLIOGRAFIA

1. Beer, Ferdinand P.; E.Russell Johnston, Jr. & Elliot R. Esienberg. Mecánica Vectorial para

Ingenieros: Estática. 7ª edición. McGraw Hill. México: 2004

2. Beer, Ferdinand P.; E. Russell Johnston, Jr. & John T. De Wolf. Mecánica de Materiales. 3ª

edición. McGraw Hill. México: 2004

3. Nilson, Arthur H. Diseño de Estructuras de Concreto. 12ª Edición. McGraw Hill. Santa Fe

de Bogotá: 1999

4. Gamow, George. Biografía de la Física. Alianza Editorial S. A. Madrid: 1980, 1983, 1985,

1988.

5. Hagáis, Evandro. Temas y Problemas de Filosofía de la Física. Editorial Herder. Barcelona:

1978

6. Sklar, Lawrence. Filosofía de la Física. Alianza Universidad. Alianza Editorial Madrid: 1994.

7. http://www.monografias.com/trabajos81/fuerzas-construccion-puente-colgante/

fuerzas-construccion-puente-colgante2.shtml Fecha de publicación: 25 - Mayo – 2010,

Fecha de descarga: 05-Setiembre-2012