FISICA
PROYECTO DE PRESION
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Construcción
En el mundo los sucesos físicos ocurren en nuestro diario vivir, cuando saltamos, corremos y hasta en nuestro ambiente de clase. Siendo así, que mejor manera de comprender los conceptos físicos que identificarlos en la cotidianidad.
La presión es comprendida como una fuerza ejercida sobre determinada área. Con el fin de comprender mejor esta relación y evidenciarla se planteó el proyecto de los pies. Este consiste en conocer que presión hacemos nosotros en dos de los momentos más cotidianos en la vida, el reposo de pie y la presión al caminar. La primera fase del experimento fue conocer la presión en reposo. El primer paso fue determinar qué área tenían nuestros pies; para esto se recurrió a las cartulinas y las pinturas. Con un poco de pintura se procedió a pintar los pies izquierdo y derecho; una vez pintados nos paramos sobre una cartulina para dejar marcadas las zonas del pie que ejercen la presión sobre el suelo. Al dejar las huellas secarse, se procedió a sacar el área de las huellas, se utilizaron rectángulos a lo ancho del pie para determinar de manera exacta su área; al tener clara esta variable otra nueva apareció. Para deducir la que fuerza que nosotros efectuamos hacia abajo se necesita la aceleración gravedad, tomada como 9,8 metros sobre segundo cuadrado, y la masa; para esta utilizamos una pesa. Al finalizar la etapa de construcción se continuó el proceso para la representación del suceso físico.
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Descripción
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Introducción
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Representación
Areas de los pies
Para obtener una mayor presición de la presión al caminar se dividio el pie en tres secciones, como se puede observar en la siguiente imagen:
Tabla N.1
En la siguiente tabla N.1 se muestran todos los datos recolectados durante la construcción del experimento, incluyendo la masa.
Con los datos clasificados y las áreas tanto parciales de cada sección, como totales de cada pie medidas en metro cuadrado, se procedió a concluir en una tabla (N.1), las áreas, las fuerzas y las presiones. Para mayor comprensión de la presión en movimiento se separó el mismo en 8 momentos, el primero tomado como reposo y 7 adicionales que representan la transición de los pies al caminar.
Tabla N.2
Gráfica de presión en relación al tiempo
Gráfica de presión en relación al area
Como se puede observar en la tabla N.2, la presión efectuada por una persona es gigante en comparación con el área, comprobando que los pies tienen una carga enorme al caminar y deben de tener una resistencia y estructura de las mismas magnitudes para que la persona se pueda movilizar exitosamente.
Con el fin de plasmar gráficamente el cambio de la presión al caminar se realizó una tabla de presión contra área, esta para comprender la relación entre las dos variables.
De esta gráfica (presion en relación al area) se puede concluir que entre menor sea el área en la que la fuerza actúa, mayor la presión que se genera y viceversa.
Para finalizar la fase de representación fue de suma importancia hacer una tabla más, de presión contra tiempo. Para poder obtener los tiempos utilizados a continuación se recurrio a la herramienta "tracker":
Una vez se recolectaron los datos del tiempo fue posible hacer la sieguiente grafica:
De la anterior se puede concluir que esta y la gráfica de presión contra área son muy similares, evidenciando que el tiempo no altera en gran medida los resultados de la presión o el comportamiento sistémico del experimento
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Explicación
De manera que, para representar de manera precisa y científica los resultados se tomaron las siguientes formulas:
Siendo F, fuerza; A, altura; b, base; h, altura y P, presión.
Al tener estos conceptos claros se establece que las unidades de presión serán medidas de la siguiente forma:
Una vez separado el pie se continuó a sacar las áreas, inicialmente se tomaron las áreas medidas en centímetro cuadrado y para convertirlo a metro cuadrado se utilizó la siguiente razón de equivalencia:
Al obtener el área, solo restaba conseguir la masa, para esto usamos una pesa; enseguida los datos se remplazaron en la ecuación previamente explicada. Finalmente se hicieron unas graficas para analizar el comportamiento de la presión mientras una persona camina. Las graficas tanto de presión contra tiempo, como de presión contra área fueron muy similares lo que quiere decir que el tiempo no es una variable de gran importancia en el sistema de presión de los pies. Además, se comprueba que la presión cambia conforme los pies se van moviendo. Esta tiene picos, en los que la presión es mayor que en otras fases del movimiento, por tanto la presión no es constante.
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Modificación
Ahora que ya sabemos cómo funciona la presión, queremos predecir qué pasaría con la presión efectuada en el piso cuando una persona esta sobre una patineta. Para esto realizamos el video de a continuación.
Con el anterior concluimos que la fuerza efectuada de la persona es la misma y que el área está repartida en un apoyo de cuatro ruedas constante, y en el pie que se utiliza para impulsar. Cuando la persona apoya en el primer instante su pie en el suelo, la presión es mayor que cuando lo tiene completamente apoyado en el suelo. Al finalizar el movimiento de impulso y el pie se eleva en el aire, la fuerza recae por completo en las ruedas de la patineta, haciendo que la presión de estas al suelo sean las de mayor magnitud en todo el sistema.