Inventos en Física

Universidad Nacional Autónoma de México
Física en la vida diaria.
Introducción
Muchas personas creen que la física es muy complicada y nunca la podrían usar en su casa todo esto por ser
una ciencia que necesita precisión sobretodo en sus formulas y en sus planteamientos Con este trabajo se
pretende comprender como la física, se aplica en la vida cotidiana y que sin saberlo quizás se han e
experimentado fenómenos muy complejos o muy simples pero al fin fenómenos físicos, como son la
electricidad, la ley de Coulomb por mencionar algunos de muchos más que se aplican frecuentemente en la
vida diaria, ya sea en el hogar, trabajo, escuela, etc.
Con el fin de demostrar que la física se aplica también en la vida cotidiana nos enviaron fui al museo
tecnológico ubicado en la segunda sección de Chapultepec, en el cual pudimos observar mucho experimentos
que a su vez demuestran muchas leyes que alguna vez fueron teorías, las cuales usamos la mayor parte del
tiempo sin darnos cuenta, para conocer algunas de estas se ha hecho este trabajo.
Desarrollo
Ley de Coulomb
Se observan fuerzas en la naturaleza que tienen origen en una propiedad de la materia que se llama carga
eléctrica. Esta carga puede ser de dos tipos: positiva (+) o negativa (−). Al frotarse materiales distintos éstos
adquieren carga eléctrica positiva o negativa dependiendo del material.
"Cargas del mismo signo se repelen y cargas de signos contrarios se atraen."
La ley de Coulomb dice, la fuerza eléctrica (F) que existe entre dos cargas (q1 y q2), medida en Newtons (N),
es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
(r) que las separa.
Su formula es F= kq1 q2
r²
1
Este invento se utiliza en la vida diaria cuando usamos tratamos de poner un imán en algún lugar y por más
esfuerzos que hagamos no se puede, ya que ese lugar esta cargado con la misma carga que tiene el lado por el
que queremos pegar el imán, y solo cuando pongamos el imán del lado contrario, habrá un contacto.
Pila de Volta
Pila de Volta, primer generador de corriente eléctrica continúa fabricado hacia 1800 por el físico italiano
Alessandro Volta. Consiste en un cilindro o pila formado por varios discos de metales diferentes, colocados
alternativamente y separados por otros discos de cartón empapados en una disolución de agua salada. Un hilo
metálico que une el último disco metálico con el primero conduce una corriente eléctrica.
Volta construyó la primera pila, según su propia descripción, preparando cierto número de discos de cobre y
de cinc junto con discos de cartón empapados en una disolución de agua salada. Después apiló estos discos
comenzando por cualquiera de los metálicos, por ejemplo uno de cobre, y sobre éste uno de cinc, sobre el cual
colocó uno de los discos mojados y después uno de cobre, y así sucesivamente hasta formar una columna o
pila. Al conectar unas tiras metálicas a ambos extremos consiguió obtener chispas.
En la pila de Volta se produce una reacción electroquímica en la que el cobre cede electrones a la disolución y
el cinc los gana. Al mismo tiempo, el cinc se disuelve y se produce gas hidrógeno en la superficie del cobre.
La fuerza electromotriz de esta pila es del orden de un voltio por cada conjunto de discos, pero disminuye
rápidamente en circuito cerrado por la polarización de los electrodos.
2
Este invento ahora se usa muy comúnmente en casi todas las casas del mundo ahora se la llama electricidad y
también se utiliza en la calle para alumbrar en la noche y que esta un poco más seguro.
Aunque también el señor Volta dio origen a las pilas que usamos comúnmente para usar aparatos eléctrico
cuando estamos fuera de casa algunos ejemplos de estos son: discman, radios, grabadoras, televisiones, etc.
Este invento se utiliza para hacer la vida del hombre más cómoda y para que tenga información en el
momento que lo necesité y así evitar algún accidente.
Cámara triaxial
Su objeto es el estudio de la resistencia al corte y de las relaciones esfuerzo−deformación de enrocamiento y
otros medios granulares.
Algunas de sus aplicaciones son: Diseño de las siguientes presas de tierra y enrocamiento: El infiernillo,
Michoacán Meca, Canadá El granero, Chihuahua Las piedras, Jalisco La angostura, Chiapas Chivor,
Colombia Chicoasen, Chiapas, para fundaciones colocadas en terrenos arcillosos, la condición
inmediatamente después de completar la construcción, es casi siempre la mas crítica. Esto es porque la carga
completa es aplicada al terreno y éste no ha tenido tiempo para ganar la resistencia adicional por
consolidación. Por estas condiciones la resistencia al corte es determinada por pruebas al corte Triaxial. Para
pequeños proyectos sobre los cuales el gasto de un programa de ensayos no se justifica, la capacidad de carga
en suelos de arcilla saturada se puede calcular con el ensayo.
En cualquier caso de construcción de taludes, sean estos hechos por la mano del hombre o formados
naturalmente en faldas de montaña o bordes de río, se tiene por resultado componentes gravitacionales del
peso que tienden a movilizar el suelo desde un nivel mas alto hasta uno mas bajo. La filtración puede ser una
causa muy importante para movilizar el suelo cuando el agua esta presente, estas fuerzas variantes producen
esfuerzos cortantes en la masa del suelo, y ocurrirá movimiento, a menos que la resistencia al corte sobre cada
posible superficie de falla a través de la masa sea mayor que el esfuerzo actuante.
3
Líneas de fuerza magnética. (Campo magnético de un imán)
El campo magnético de un imán de herradura se pone de manifiesto por la distribución de las limaduras de
hierro, que indican la intensidad y dirección del campo en cada punto. Las limaduras se alinean con las `líneas
de campo', que muestran la dirección del campo en cada punto. Cuanto más juntas están las líneas, más
intenso es el campo.
Túnel Turbina−Generador
Turbina es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de
agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o
cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza
tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para
proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas
se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustión. Hoy la mayor
4
parte de la energía eléctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de
viento que producen energía eléctrica se llaman turbinas de viento.
Constituida por una corona fija (distribuidor), que dirige la corriente de fluido propulsor, y una rueda móvil
(rotor o rodete). Ambos elementos poseen diversas paletas, llamadas paletas directrices, si forman parte de la
corona fija y, paletas móviles, si pertenecen a la rueda.
Generador de Van der Graff.
El generador de Van der Graff, es un aparato utilizado para crear grandes voltajes. En realidad es un
electróforo de funcionamiento continuo.
Se basa en los fenómenos de electrización por contacto y en la inducción de carga. Este efecto es creado por
un campo intenso y se asocia a la alta densidad de carga en las puntas.
El primer generador electrostático fue construido por Robert Jamison Van der Graff en el año 1931 y desde
entonces no sufrió modificaciones sustanciales.
Existen dos modelos básicos de generador:
• el que origina la ionización del aire situado en su parte inferior, frente a la correa, con un generador
externo de voltaje (un aparato diferente conectado a la red eléctrica y que crea un gran voltaje)
• el que se basa en el efecto de electrización por contacto. En este modelo el motor externo sólo se
emplea para mover la correa y la electrización se produce por contacto. Podemos moverlo a mano con
una manivela y funciona igual que con el motor.
5
Una correa transporta la carga eléctrica que se forma en la ionización del aire por el efecto de las puntas del
peine inferior y la deja en la parte interna de la esfera superior.
Escalera de Jacob
Una escalera de Jacob es un dispositivo alto del voltaje con dos astas de metal que salen de ello en una forma
V. Un arco empieza en el fondo de la V y sube a la cima, extingue, y comienza de nuevo otra vez. El arco
sube porque el arco calienta el aire, y las subidas de palabrería.
Para hacer uno, usted necesita un transformador alto del voltaje. El voltaje alto se define como sobre 5 KV,
pero un 4 transformador de micro−horno de KV trabajará muy bien desde que tiene más vataje a causa de su
corriente más alta. El más vataje que el transformador tiene, el más lejano el arco puede ser extraído.
Las dos barras pueden ser hechas de muchas materias. Soldar las barras trabajan muy bien. Los ganchos del
abrigo se les debe de quitar cualquier pintura, o más el arco atascará. El aluminio no se debe utilizar por
espacios de tiempo largos, a causa de su punto de fusión bajo. Los apoyos para las barras deben ser hechos de
aislar no inflamable los bloques de Teflón, pero la madera harán si la escalera de Jacob se mira de cerca.
6
La máquina de Wimshurst
La máquina de Wimshurst, fue inventada por James Wimshurst en Inglaterra, y fue descrita por primera vez
en 1883.
En la máquina de Wimshurst, las hojas metálicas actúan como objeto cargado en parte del ciclo y como
objetos de carga inducida en otra parte del ciclo.
Una vez la máquina arranca, hay cuatro funciones idénticas realizándose, dos en cada disco. En realidad, se
trata de cuatro electrophori, dos positivos y dos negativos.
El efecto de aproximación entre las secciones positivas y neutras de los discos en rotación, realiza el efecto de
inducción del electrophorus, y los cepillos de carga de los brazos aislados, recogen la carga positiva para
llevarla al terminal.
7
Maquina Electrostática de Ramsden
La primera máquina electrostática fue obra de Otto de Guericke, de Magdeburgo; pero fue Ramsden de
Londres, quien dio a la máquina electrostática la forma representada en la fotografía.
Esta máquina posee un disco de acrílico en lugar de uno de vidrio, que era el que poseía la máquina original.
8
Palanca
La palanca es una barra rígida que gira entorno de un punto de apoyo llamado fulcro, en sus extremos actúan
la potencia o fuerza y la resistencia que requiere vencer.
Debido a la colocación que tienen las palancas sobre el punto de apoyo, la fuerza y la resistencia, éstas se
clasifican en:
Palancas de 1er Género o Interfulcares: Son aquellas que tienen su punto de apoyo entre la resistencia y la
fuerza.
Palancas de 2° Género o Interresistentes: Tienen la resistencia entre el punto de apoyo y la fuerza.
Palancas de 3er Género o Interpotentes: La fuerza se aplica entre el punto de apoyo y la resistencia.
Este invento es el que más comúnmente utilizamos en casas, escuelas, oficinas, parques, etc. Ya que el
principio de la palanca se utiliza para hacer tijeras, pinzas de depilar, sube y bajas y muchos otros elementos
con los que estamos en contacto diariamente y los utilizamos sin darnos cuenta de cual es su principio para
que haga el trabajo que queremos o necesitamos.
Conclusiones
Con este trabajo me he dado cuenta que la física no es solo formulas y problemas; la física la utilizamos diario
desde que nos levantamos aunque no nos fijemos en ello, ya que es tan cotidiano usar algunos aparatos que
nunca nos preguntamos como funcionan, solo sabemos que están allí para cuando lo necesitemos o lo
queramos utilizar.
Durante la visita al museo tecnológico pudimos observar muchos experimentos con los que el hombre se ha
ayudado para seguir avanzando en cuanto a sistemas, maquinas generadoras de electricidad, computadoras,
etc.
Este avance ha sido muy grande y espero que en un futuro próximo que sea mucho mayor y que nos sirva para
hacer mejores cosas de las que se han logrado hasta ahora y que siempre haya algo nuevo por descubrir.
9
Me gusto mucho investigar sobre estos inventos por que hay cosas que ni siquiera imaginaba y aunque fue
algo muy laborioso y algo cansado pues siempre es bueno saber más para ampliar la cultura. Bibliografía
Física 3
Ed. Santillana, secundaria, serie 2000
Roberto Sayavedra Soto
Bernardo Tarango Frutos
Química 3
Ed. Santillana, secundaria, serie 2000
Vicente Augusto Talanquer Artigas
Ana Martinez Vazquez
Glinda Irazoque Palazuelos
Curso de Física General tomo 1 y 2
Ed. Mir
Serguéi Frish
Alexandra Timoreva
Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2002. © 1993−2001 Microsoft Corporation. Reservados todos los
derechos.
http://www.energias−renovables.com
www.edu.aytolacoruna.es
www.cfe.gob.mx/mutec
10