Guía de Software Educativo El Laboratorio de Estructuras de la Serie Galileo Tema ejemplo “Palanca, Puentes y el Cuerpo Humano” Diego Fernández Sumano.

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1 Guía de Software Educativo El Laboratorio de Estructuras de la Serie Galileo Tema ejemplo “Palanca, Puentes y el Cuerpo Humano” Diego Fernández Sumano Eje temático Pensamiento científico

2 Software educativo El Laboratorio de Estructuras Tema Palanca, Puentes y el Cuerpo Humano Área Genérica Mecánica Área específica Estática Nivel educativo: Bachillerato Ficha técnica

3 Contenido El sistema oseo-muscular contra las fuerzas externas. Puentes: estática que sostiene al mundo.

4 Historia1 Los trabajos sobre mecánica de Arquímedes han sido el Punto de Apoyo de obras magníficas y desafiantes como la Cúpula de la Catedral de Florencia, por Brunelleschi.

5 Estructuras y Vectores ¿Qué garantiza que un puente resistirá el paso de un camión? ¡Los Vectores!

6 Estructuras y Vectores Con ellos, es posible determinar cómo se distribuye una fuerza externa entre los distintos caminos presentados por la estructura. Fuerza

7 Separando las Componentes Y X Una fuerza que incide en la estructura con un ángulo Θ Puede ser dividida en dos fuerzas: la componente en el eje X y la componente en el eje Y

8 Separando las Componentes Y X Las cosas se ponen complicadas cuando hay muchos caminos para la fuerza Y los distintos Caminos que ha tomado inciden de manera diferente algún nodo

9 Buscando el Equilibrio Con el Laboratorio de Estructuras, Puedes Calcular Rápidamente estos efectos, Experimentar con las Estructuras y Desarrollar la Intuición

10 Primeros Pasos Para empezar a crear una estructura: Pulsa el botón derecho de su ratón y Selecciona “Nodo Rápido” Para empezar a crear una estructura: Pulsa el botón derecho de su ratón y Selecciona “Nodo Rápido” Los siguientes 3 nodos han de ser agregados de la misma manera

11 Primeros Pasos A partir del cuarto nodo, la opción “Agregar Nodo” te permitirá elegir en dónde apoyar el nuevo nodo

12 Primeros Pasos Agrega una fuerza haciendo con el botón derecho del mouse y el puntero arriba del nodo donde incidirá la fuerza. Selecciona las componentes de la fuerza. Opcionalmente, puedes agregar una imagen y cambiar la posición en que aparece.

13 Una Cosa Más Antes de calcular esfuerzos, es necesario anclar la fuerza al piso. Con el botón derecho del ratón sobre un nodo, indica dónde estará el “Pivote” o punto fijo de la estructura. Agrega también, el “Patín” que permitirá a la estructura ajustarse ante temblores y otras fuerzas sin romperse.

14 Primeros Pasos Al pulsar el botón “Calcular Esfuerzos”, se obtendrán los resultados de compresión y tensión sobre la estructura Pulsa el botón “Resultados” para obtener una gráfica con los valores de tensión y compresión entre cada par de nudos conectados. Las unidades de medida son las que desees utilizar. Pulsa el botón “Resultados” para obtener una gráfica con los valores de tensión y compresión entre cada par de nudos conectados. Las unidades de medida son las que desees utilizar.

15 El Laboratorio de Estructuras El mundo está lleno de estructuras. Casas, edificios, puentes y hasta el cuerpo humano. Cuando el esfuerzo es demasiado, las viviendas se caen, los puentes se rompen y los huesos se quiebran. El desarrollo de la estática permitió a la humanidad preveer cuánto castigo pueden recibir las estructuras antes de colapsar.

16 El Sistema Oseo-Muscular Trabajos como el de Leonardo da Vinci y Andreas Vesalius Permitieron Analizar el Cuerpo Humano para Lograr Modelos como el Siguiente.

17 El Sistema Oseo-Muscular Cuando se aplica una fuerza con el brazo en vertical, el esfuerzo es distinto… … a aquel realizado con el brazo horizontal. Descúbrelo a continuación

18 Experimento en Casa Haz la prueba sosteniendo un objeto no muy ligero ni tan pesado que lastime. Con el brazo hacia arriba, el esfuerzo es mucho menor que si lo estiramos paralelo al piso.

19 Comprueba en el Laboratorio Haz Click en “Calcular Esfuerzos” Abre el archivo llamado “Cuerpo Humano Brazo Arriba”

20 Comprueba en el Laboratorio Haz Click en “Resultados” para obtener un informe detallado.

21 Puedes Copiar la tabla al programa de su preferencia. Comprueba en el Laboratorio Ctrl + P Ctrl + C

22 Comprueba en el Laboratorio Repite el proceso con el archivo “Cuerpo Humano Brazo En medio” o mueve el brazo de posición arrastrando los nodos correspondientes.

23 Comprueba en el Laboratorio Compara las fuerzas en el brazo en las distintas posiciones.

24 Compara ahora el esfuerzo en la cadera y nota cómo éste se duplica en una de las posiciones. Comprueba en el Laboratorio

25 Botones del Laboratorio Muestra las opciones de creación y modificación de nodos, fuerzas y visualización Muestra la tabla con las fuerzas de tensión y compresión en cada par de nodos Indica las coordenadas para un nuevo nodo, en vez de usar el ratón. Selecciona un nodo ya existente. Crear Nodo Rápido y Agregar Nodo. Agregar: Fuerza, Pivote, Patín Cambiar Fuerza, Mover Fuerza y Eliminar Fuerza Agregar: Fuerza, Pivote, Patín Cambiar Fuerza, Mover Fuerza y Eliminar Fuerza

26 Botones del Laboratorio Captura y borra esfuerzos para mostrarlos en una Gráfica Calcular / Eliminar Cálculo de esfuerzos Muestra y Oculta: Leyendas de Color, Valores de esfuerzos en la estructura e Imágenes de Fuerzas Elimina la última acción Acerca y Aleja La estructura Grafica los esfuerzos Capturados

27 Botones del Laboratorio Toma una foto de la estructura en ese momento. Muestra las fotografías que se han tomado de la estructura.

28 Un programa en constante evolución Encuentra y comparte diferentes estructuras en el portal de la Comunidad Galileo. Ingresando