Divulgación Resistencia al impacto

[carloslc]

Hola a todos!
Estoy realizando un estudio sobre el impacto de la utilización de diferentes Nylons en la pesca. Para esto estoy realizando pruebas a diferentes Nylons para determinar cuanto peso en caida libre de 1 metro resiste cada uno.
El objetivo de este estudio es determinar para tamaño de pez, que tipo de Nylon puede llegar a romper.
Lo que necesito saber es como calcular la fuerza de impacto que puede generar cada pez recorriendo 1 metro de distancia, sabiendo su peso y la aceleración máxima que puede lograr.

Les agradecería muchisimo su ayuda!

Saludos
Carlos

[polonio]

Re: Resistencia al impacto

La aceleración que alcanza un pez en caída libre no es ni más ni menos que la aceleración de la gravedad $g\approx 9.8 m/s^2$ si despreciamos la resistencia del aire (que en una caída de un metro para un pez se puede despreciar) y que es constante.

Así que, si no damos tirones a la cuerda antes de que el pez tense el nylon, la fuerza que debe soportar es el peso del pez.

[carloslc]

Re: Resistencia al impacto

Hola Polonio!

El estudio no es sobre un pez en caida libre, sino sobre la fuerza que puede ejercer un pez en el agua al recorrer un metro de distancia conociendo la aceleración .

Lo que trato de probar es que espesor de Nylon es capaz de romper un pez (organizado por tamaños) en el caso que la línea de pesca quede enganchada (por ejemplo en una piedra).

Para el estudio supongo que el pez quedó anclado con un aparejo de 50 cm de largo que le da una libertad de movimiento máxima de un metro. El objetivo de este estudio es conocer que diámetro máximo de Nylon (los datos sobre la resistencia del Nylon los estoy realizando por pruebas) si por ejemplo el pez pesa 0.5 kg y se mueve con una aceleración de 7 m/s2.
Es decir, que fuerza generará cuando recorra 1 metro.

Saludos
Carlos

[skynet]

Re: Resistencia al impacto

necesitas saber cuál es la constante elástica del hilo y cual es el alargamiento de rotura.

puedes calcular el trabajo que hace el hilo para parar al pez y esto deberá ser igual a (menos) la energía cinetica del pez antes de que el hilo tire de él.

si x es el alargamiento del hilo y x_1 es el alrgamiento en el momento en el que el pez queda frenado.

el trabajo será igual a la integral de ( -kxdx ) con límites de integracion 0 y x_1.

el resultado lo igualas a (menos) la energía cinetica del pez antes de que el hilo empiece a tirar de él y de ahí sacarás x_1,
si x_1 es mayor que el alargamiento de rotura del hilo el pez escapará
si x_1 es menor el pez quedará frenado.
y la fuerza máxima que tiene que ejercer el hilo será -kx_1

saludos

[carloslc]

Re: Resistencia al impacto

Muchas gracias por la respuesta supernena!

Esta información que me das me acerca hacia la solución al problema.
La fuerza máxima que soportará el hilo la voy a determinar realizando pruebas (arrojando diferentes pesos hasta que se rompa) ya que son muchos tipos de hilos que tengo que analizar y no tengo los datos de los coeficientes de cada uno. Es decir que para cada hilo obtendré un peso máximo que soporta al ser arrojado de una altura de un metro. Con este dáto puedo obtener la energia cinetica e igualarla con la que puede lograr el pez y predecir si este podrá o no cortar el hilo y liberarse.

Me surge un nuevo interrogante y es si puedo aplicar la misma formula de la energia cinètica bajo el agua????

Saludos
Carlos

[skynet]

Re: Resistencia al impacto

no deberías lanzar los pesos desde un metro.......deberías de ir añadiendo poco a poco peso al hilo y midiendo el alargamiento correspondiente a cada incremento de peso hasta que el hilo se rompa...la relacion entre fuerza y alargamiento te dará la constante elástica.

.....al principio el comportamiento del hilo será elástico pero puede tener un comportamiento plástico a partir de cierto alargamiento en cuyo caso deberías determinar este punto (alargamiento y fuerza) que separa el comportamiento elástico del plástico (a este punto se le llama límite elástico)....... si haces una gráfica fuerza/alargamiento deberías obtener una recta hasta llegar a este punto, a partir de él la gráfica es curva....y deberías usar la fuerza correspondiente a este punto como la fuerza máxima admisible en tus hilos en lugar de usar la fuerza de rotura......te recomiendo que mires algún libro de elasticidad y resistencia de materiales.

la energía cinetica del pez no cambia por estar debajo del agua.

saludos