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Juegos Mecánicos y su Relación con la Física

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Michelle Oña Torres

on 14 May 2015

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Juegos Mecánicos y su Relación con la Física
La Física es una de las ciencias fundamentales presentes en la naturaleza, y muchos de los fenómenos que en ella se producen, han sido resueltos gracias a la aplicación de uno o varios principios fiscos básicos.
Esos mismos fundamentos son de gran ayuda para la explicación, construcción y funcionamiento de varios mecanismos de los diferentes aparatos, maquinas que existen hoy en día y para la evolución de los mismos a través del tiempo.
La aplicación de la física en la mecánica de un parque de diversiones donde cada uno de sus juegos, tienen presente para su funcionamiento uno o varios principios físicos. Aquí también encontramos una relación muy básica con la Ing. Industrial enfocados en temas como la Seguridad y el Control de Calidad de cada uno de sus componentes.
El parque de diversiones es un espacio que además de la recreación ofrece una opción de tratamiento conceptual en la enseñanza de la física mecánica, ya que son principios mecánicos los que sustentan su funcionamiento.
Energía Cinética

Energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.
Conclusión
Además de los choques que se pueden presentar, también se presentan las diferentes transformaciones de las energías, producidos en los paneles fotovoltaicos que son los encargados de recolectar la energía solar y transformarlq a energía eléctrica y esta energía es lo que proporciona lo potencia necesaria para que se realice el trabajo con distintas velocidades y sacar del reposo, lo cual abarcaría al objetivo de realizar choque entre sí.
Carros Chocones
Son vehículos eléctricos que funcionan mediante una batería o electrodos que hacen contacto con unos cables de cobre que se encuentran debajo del carro y en la parte superior de las varillas que llegan al techo produciendo energía eléctrica y es así como obtienen su movimiento.
Cuando se da el choque, participan el choque elástico y la tercera ley de Newton, dando un movimiento constante que solo al chocar altera su movimiento, ya que tanto los carros como los pasajeros conservaron su energía cinética haciendo un tipo de rebote que no altera los cuerpos y en este caso un carro ejerce una fuerza sobre otro carro y este a su vez aplica otra fuerza igual al otro carro.
Funcionamiento
Paneles
Fotovoltaicos
Elemento clave en la conversión de la energía solar a eléctrica, los paneles fotovoltaicos experimentan desde hace varios años una acelerada reducción en sus costos que permitirán que, en poco tiempo, estos pueda liderar la revolución energética que se aproxima.
Pero estos cuerpos no se deforman debido a que los coches tienes a su alrededor una goma que los protegen de los choques. La principal característica de este tipo de choque es que existe una disipación de energía
Ya que tanto el trabajo realizado durante la deformación de los cuerpos como el aumento de su energía interna se obtiene a costa de la energía cinética de los mismos antes del choque. En cualquier caso, aunque no se conserve la energía cinética, sí se conserva el momento lineal total del sistema.
Choque Elástico
Es un tipo de choque en el que la energía cinética no se conserva. Como consecuencia, los cuerpos que colisionan pueden sufrir deformaciones y aumento de su temperatura.
Montaña Rusa
Fuerzas Gravitacionales
Cuando el vagón entra en una curva se ve obligado a cambiar su trayectoria para reseguir las vías. Esta fuerza se denomina centrípeta. Es el mismo tipo de fuerza que mantiene un planeta en órbita o que actúa sobre un carro que toma una curva.
Fuerza Normal
Las vías hacen una fuerza sobre el vagón que equilibra parcialmente la de la gravedad. Aun así, cuanto más inclinada es la bajada, más importante es la contribución de la fuerza de la gravedad en la dirección del movimiento. Por eso, cuanto más inclinado es un tramo, mayor es la aceleración que experimenta el vagón.
Fuerzas de Fricción
El rozamiento entre las ruedas del vagón y las vías hace que una parte de la energía potencial se transforme en calor, que calienta estas piezas, con detrimento de la energía cinética. Si no hubiera esta fricción, la energía potencial acumulada al comienzo sería suficiente para completar cualquier recorrido siempre que no hubiera ningún tramo más alto que el punto de partida.
Ingravidez
Se produce cuando los pasajeros no sienten ningún tipo de fuerza actuando sobre sus cuerpos. En lo alto de una torre de caída libre, una persona recibe tanto la fuerza de la gravedad tirando hacia el suelo, como la fuerza de reacción del asiento, la cual lo empuja hacia el cielo. En ese punto, la persona es capaz de sentir su propio peso, pero que sucede cuando de repente su asiento desaparece de debajo de su cuerpo. Entonces no siente ningún tipo de fuerza, y experimenta una sensación de ingravidez por la falta de la fuerza que sobre su cuerpo ejercía el asiento.
En el funcionamiento básico de una montaña rusa. Inicialmente se arrastra el vagón, que carece de tracción propia, hasta la parte más elevada de las vías. Esta separación de la Tierra produce un aumento de la energía potencial gravitatoria del vagón. Al dejarlo en libertad, el vagón desciende aumentando progresivamente su velocidad.
En términos energéticos su energía potencial gravitatoria se va transformando en energía cinética, la energía asociada al movimiento de los cuerpos, salvo una pequeña parte que se transforma en calor debido al rozamiento que ejercen el aire y las vías.
En los tramos ascendentes, sucede lo contrario la velocidad disminuye a medida que el vagón gana altura aumentando por tanto la energía potencial gravitatoria a costa de la energía cinética. Una pequeña parte de esa energía cinética se transforma en calor debido al rozamiento.
Funcionamiento
Uno de los aspectos que se tienen en cuenta al diseñar una montaña rusa es la fuerza que el vagón ejerce sobre los pasajeros a lo largo del recorrido. Es el aumento o disminución de esta fuerza, en relación con la que se experimenta en reposo o con velocidad constante, lo que hace que montarse en una montaña rusa sea atractivo para mucha gente.
En los tramo horizontales, sin tener en cuenta el rozamiento, la velocidad no cambia por tanto no hay aceleración. La fuerza neta que actúa sobre la persona es cero. La fuerza que hace el vagón hacia arriba sobre la persona es igual a la fuerza que hace la Tierra hacia abajo, el peso de la persona.
En los tramos curvos horizontales, en los rectos no horizontales y en los curvos no horizontales hay aceleración ya que cambia respectivamente la dirección de la velocidad, la magnitud de la velocidad o ambas. La fuerza neta que actúa sobre el vagón es proporcional a la aceleración.
La fuerza perpendicular a la curva se denomina fuerza centrípeta y es directamente proporcional a la masa del objeto en movimiento y al cuadrado de la magnitud de la velocidad e inversamente proporcional al radio de curvatura.
Velocidad, Aceleración y Fuerza
Periodo
Un movimiento que se repite en ciclos se dice que es periódico. El tiempo que tarda en cumplir un ciclo completo se conoce como Periodo del movimiento. La rotación periódica de La Tierra sobre su eje es de 24 horas. El movimiento periódico de una atracción pendular en un parque temático puede tener un periodo de entre 10 o 15 segundos.
Inercia
Es la tendencia que tiene un objeto a cambiar su estado de movimiento. Cuanto más masa tiene el objeto más inercia tiene, debido a que oponen mayor resistencia a modificar su movimiento en la dirección en que lo hacen.
Momento
Es la cantidad de movimiento que tiene un objeto en un punto determinado de su recorrido. De hecho, el momento depende de la masa y la velocidad, o en otras palabras, lo que se mueve a la velocidad a la que se mueve. Un carro de las montañas rusas moviéndose a alta velocidad tiene un momento muy grande.
Relación con la Ingeniería Industrial
Podemos constatar los estándares de seguridad de las maquinas tanto como es su mantenimiento, la lubricación de partes móviles y fijas, mecanismos de sujeción que son de soporte para el acople total de todo el sistema del juego y en lo que compete a la comodidad y disfrute del usuario ya que un bien o servicio prestado a una sociedad que se la tiene que comprender y satisfacer sus necesidades.
La relación de la física en la industria de la diversión es muy implícita, ya que tomando en cuenta las maquinas como la montaña rusa y los carros chocones se pudo constatar que se aplica diversos fundamentos como lo son el trabajo, energía, impulsos, choques, movimientos de rotación entre otros. Sin obviar lo que corresponde a la Ing. Industrial que se pudo ver que está presente y dicha industria dando así como ejemplos lo correspondiente a la seguridad, mantenimiento de maquinaria y equipo, con el fin de dar un servicio de calidad.
Conclusión
Splash
Infinitum
Tren del Amor
Nao de China
Power Tower
Juego mecánico sube 50m de altura para descender en caída libre más de 30km/h. su relación con la física es su caída libre la cual es:.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², es decir que los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo.

En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire

Cascabel
Se relaciona directamente con el principio de la energía potencial y cinética, la cual nos dice que si dejamos caer un objeto, (en este caso un tronco de un juego de la feria) desde un punto en una altura específica, este seguirá su camino, hasta elevarse en la misma altura en la que se le dejo caer.
Este juego también experimenta una caída libre, pero los factores de fricción del rozamiento de las ruedas afecta la velocidad del objeto.

Es aquel en que la unión de las sucesivas posiciones de un cuerpo a lo largo del tiempo (trayectoria) genera una curva en la que todos sus puntos se encuentran a la misma distancia R de un mismo punto llamado centro. Para que el móvil pueda describir una curva, debe cambiar en todo instante de dirección y el sentido de velocidad. Siempre existe aceleración en un movimiento circunferencial, pues siempre cambia la velocidad en el tiempo
La relación que tiene con la física es que al girar a una alta velocidad los cuerpos que tiene en el interior se vallan a la orilla al borde de casi salirse
Una increíble góndola en forma de Barco que da vueltas de 360°, a una altura de 25 metros.
Su relación con la física es que la energía o fuerza que se utiliza para dar una vuelta de 180º es la misma que suelta al descender los otros 180º.
Tiene 90km/hr es el despegue de esta increíble montaña, te pone de cabeza y te hace sentir que pierdes el estómago.
Movimiento circular:
Es aquel en que la unión de las sucesivas posiciones de un cuerpo a lo largo del tiempo (trayectoria) genera una curva en la que todos sus puntos se encuentran a la misma distancia R de un mismo punto llamado centro. Para que el móvil pueda describir una curva, debe cambiar en todo instante de dirección y el sentido de velocidad. Siempre existe aceleración en un movimiento circunferencial, pues siempre cambia la velocidad en el tiempo.
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