Fisica

1.-Situación problemática: (7,5 puntos)

Antes de la aparición de los GPS en la navegación inercial en aviones y misiles se utilizaron los giróscopos en forma de girocompases y giropilotos, los giróscopos son capaces de disminuir el balanceo de navíos, así como, estabilizar plataformas de tiro y plataformas inerciales sobre las cuales se fijan captadores de aceleración, un instrumento sinduda muy interesante y muy útil; asimismo, el efecto giroscópico es la base del funcionamiento de los juguetes trompo o peonza y dynabee. Con el fin de conocer su principio de funcionamiento desarrolle las siguientes interrogantes:









a. Elabore un diseño de los procesos de funcionamiento del giróscopo y realice un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre él.[pic]















b. Analice las propiedades del giróscopo, evaluando: momento de inercia, momento angular.



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c. Explique sobre los principios y ecuaciones de la mecánica que le son aplicables.



1.- Leyes de Newton.
 
       1ª Ley de Newton o principio deinercia:"Todo cuerpo libre de interacciones (fuerzas), permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme"
 
        2ª Ley de Newton:" Toda fuerza aplicada a un cuerpo, le comunica una aceleración proporcional a la fuerza y en su misma dirección y sentido”. Incluye la introducción del concepto de masa.
                                                                           F = m a



3ª Ley de Newton o principio de acción y reacción que establece:“Cuando dos masas interaccionan, la fuerza sobre una masa es igual y opuesta a la fuerza sobre la otra “.Es decir, las fuerzas aparecen siempre por pares, ya que son “interacciones” entre dos cuerpos."
 
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El que las fuerzas sean iguales no implica que lo sean las aceleraciones, ya que éstas dependerán de las masas de los cuerposque interaccionan.

 
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Cuando consideramos sólo una masa interaccionando con el resto de las masas que la rodean, debemos establecer la ecuación fundamental de la dinámica que podemos escribir como
 
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d. Ejemplifique didácticamente como puede usar un giróscopo en la navegación aeroespacial.




El indicador de actitud.-También llamado horizonte artificial, su función consiste en proporcionar al piloto una referencia inmediata de la posición del avión en alabeo y profundidad; es decir si está inclinado lateralmente, con el morroarriba o abajo, o ambas cosas, con respecto al horizonte. La incorporación del horizonte artificial a los aviones ha sido fundamental para permitir el vuelo en condiciones de visibilidadreducida o nula, este instrumento opera en viaje de la propiedad giroscópica concretando la rigidez del espacio.




Componentes del horizonte artificial







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Interpretación del horizonte artificial







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EL INDICADOR DE DIRECCION 


También llamado direccional giroscópico o direccional,este instrumentoproporciona al piloto una referencia de la dirección del avión, facilitándole el control mantenimiento del rumbo. Sin embargo, el indicador de dirección es inmune a las causas que hacen dificultosa la lectura de la brújula, lo que le hace el instrumento adecuado para mantener el control direccional del avión a su rumbo, pues sus indicadores son más precisos y fiables que las de labrújula. Este instrumento proporciona una indicación estable y relativa libre de errores. Su funcionamiento se basa en la propiedad de rigidez en el espacio, que tienen los giróscopos. Por otra parte, al ser un instrumento más sofisticado y con varios elementos mecánicos es más susceptible de averiarse que la brújula, con lo...