Seminario Ingenieria Primer Parcial Liz Carolina

Seminario de Ingeniería Mecánica 1 Cuestionario Primer Parcial

INTRODUCCION

El hombre siempre ha dedicado mucho trabajo al desarrollo de dispositivos y estructuras que hagan más útiles los recursos naturales. Eso hombres fueron los predecesores del ingeniero de la era moderna. La diferencia más significativa entre aquellos antiguos ingenieros y los de nuestro día, es el conocimiento en el que se basa sus obras. Los primitivos ingenieros diseñaban puentes, máquinas y otras de importancia sobre la base de un conocimiento práctico o empírico, el sentido común, la experimentación y la inventiva personal. En contraste con los ingenieros de nuestros días, los antiguos practicantes carecían casi por completo del conocimiento de la ciencia lo que es explicable: la ciencia prácticamente no existía. La ingeniería permaneció esencialmente ese estado durante muchos siglo. Este trabajo recopila muchas preguntas básicas que el ingeniero de cualquier rama de esta debe estar enterado de cada uno de los sucesos que dieron la aparición de la ingeniería y por supuesto los aportes que esta ha brindado para le desarrollo de la humanidad.

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1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL

 Permitir a quien no este informado de todos lo sucesos en lo posible

acerca de el desarrollo que tuvo de la ingeniería a través de la historia de la humanidad.

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

•

Visionar las diferentes áreas del conocimiento que conforman la Ingeniería de una forma global

•

Conocer mas estructuradamente lo que es un Ingeniero y lo que de él se espera en la sociedad.

•

Observar que la historia de la humanidad esta marcada por la ingeniería.

•

Tocar cada una de las características de las ramas de la ingeniería y sus respectivos aportes a la sociedad.

2

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CUESTIONARIO SOBRE INGENIERIA Y SU HISTORIA

1. ¿Cuáles son los tres factores que han contribuido al desarrollo de la

ingeniería?

2. ¿Cómo se adquirió el conocimiento principalmente y por qué la tecnología

precedió a la ciencia?

3. ¿Por qué las herramientas pueden considerarse como los periféricos

artificiales del ser humano?

4. ¿Cuáles fueron los comienzos de la ingeniería naval?

5. ¿Tuvo la ingeniería mecánica igual desarrollo que la ingeniería civil?

6. ¿Cómo surgió la ingeniería del petróleo?

7. ¿Quién fue el precursor de la ingeniería industrial?

8. ¿Qué papel jugo la ingeniería química en la humanidad?

9. ¿Cuáles fueron las principales formas de transporte y qué se utilizo para

ello? 3

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10. ¿Cuáles fueron los primeros vestigios de ingeniera mecánica?

¿Qué consecuencias trajo el Renacimiento sobre el desarrollo de la ingeniería?

11.

¿Por qué la ingeniera naval avanzó durante este período? ¿A que se debió esto?

12.

13. ¿Qué factores contribuyeron para la creación de las demás ingeniería?

14. ¿Cuáles son todas las ramas de la ingeniería?

15. ¿Qué importancia tiene para la humanidad el desarrollo de la ingeniería?

16. ¿Por qué el desarrollo de la ingeniería esta ligado al desarrollo de la humanidad?

¿Por qué las grandes construcciones de la antigüedad poseen gran exactitud en su medida?

17.

18. ¿Dónde se hizo la primera aparición de la rueda?

19. ¿Qué instrumentos utilizaban en la antigüedad para cortar objetos (pieles, maderas, pescados, etc.)?

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Seminario de Ingeniería Mecánica 5 Cuestionario Primer Parcial

¿Qué efectos tuvo la aparición de la rueda en la humanidad y en el desarrollo de la ingeniería?

20.

¿Cómo se denominan a las personas que diseñaban y construían las construcciones góticas de la antigüedad?

21.

22. ¿En que época se empezaron a desarrollar todas las ramas de la ingeniería?

23.

¿Qué hizo que se llevara a cabo la primera Revolución Industrial?

¿Qué se hizo para que la ingeniería civil se separa de la ingeniería militar?

24.

25.

¿Qué y quién dio origen a la ingeniería industrial?

26. ¿Qué dio origen a la bioingeniería?

27. ¿Qué función tienen los instrumentos de medida?

28. ¿Cuál fue la primera ingeniería?

¿Qué nuevas fuentes de energía ayudaron a fortalecer la Revolución Industrial y así la ingeniería como ciencia?

29.

30. ¿Qué aportes brindo la ingeniería eléctrica a la humanidad?

5

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¿Qué inventos hizo la ingeniería química en la época de la Revolución Industrial?

31.

¿Dónde se dio la aparición de la rueda? ¿Qué efectos tuvo? ¿Cuál es su procedencia?

32.

¿Cuáles fueron los beneficios de las construcciones góticas, elaboradas en su mayoría con columnas?

33.

¿Cuál es la ideología o actitud mental que se dio durante el renacimiento?

34.

35. ¿En qué se caracterizo específicamente el primer periodo de Revolución Industrial?

36. ¿Cuál es la diferencia del químico y del ingeniero químico?

37.

¿Quién y qué dio origen a la Revolución Industrial?

38.

¿En qué consiste el Taylorismo y cuál es su importancia?

¿Cuáles son las características que aún prevalecen en el ingeniero en su desarrollo?

39.

40. ¿Cuál fue la ingeniería que tuvo mayor auge en la antigüedad?

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Seminario de Ingeniería Mecánica 7 Cuestionario Primer Parcial

41.

¿Con qué fin se desarrollaron los demás campos de ingeniería?

42.

¿Qué suceso del Renacimiento marcó el desarrollo ingenieril?

43. ¿Cómo apareció la ingeniería naval?

44. ¿En que época y como apareció la ingeniería electrónica?

¿Cómo se impulsó la ingeniería mecánica en la Revolución Industrial?

45.

¿En que se asemejan las ingenierías de antes y las ingenierías de actuales?

46.

47. ¿Qué adelanto aparece gracias a la unión de la ciencia y la ingeniería en el área de la salud?

48. ¿Qué es lo que está cambiando nuestra forma de vivir actualmente?

49. ¿Qué sucedió cuando el hombre se volvió sedentario?

¿Cuándo decimos que una invención genera un cambio profundo en la humanidad?

50.

51. ¿Cómo utilizaron los romanos la estática? 7

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52. ¿Por qué decimos que la primera ingeniería fue la civil?

53. ¿Qué relación hay entre la cantidad de agua de nuestro planeta con el inicio de la ingeniería naval?

54. ¿Qué ingenierías empezaron a florecen en el siglo XX?

55. ¿Cree que hay ingenierías más importantes que otras?

¿Qué avances tuvieron las ingenierías a causa de la Revolución Industrial?

56.

57. Elabore un ensayo sobre las aportaciones de los chinos al desarrollo de la ingeniería.

.Según su opinión, ¿Cuál es la aportación más significativa que los ingenieros han hechos en pro de la humanidad? Elabore un ensayo que apoye su punto de vista

58.

59. Haga un dibujo a escala de la pirámide de Keops. Calcule la cantidad de piedra que se necesito para construirla. Exprese su respuesta en metros cúbicos y en toneladas.

60. Haga una lista de los logros más significativos en ciencia e ingeniería que se ha tenido desde el año 1300 D.C.

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61. Escriba una biografía breve de uno de los siguientes científicos e ingenieros: Thomas A. Edison 62. Elabore un ensayo sobre el desarrollo de las fuentes de energía desde el nacimiento de la civilización hasta nuestros días. Analice la importancia que tuvieron estos avances en el bienestar físico y material de la humanidad.

¿Cuál de las ramas principales de la ingeniería es la más adecuada para efectuar cada una de las siguientes actividades o funciones?

63.

a. Probar la efectividad de estructuras geotextiles para pavimentación de carreteras. b. Diseñar el equipo y los procesos para la manufactura de pinturas.

64. ¿Qué nuevas ramas de la ingeniería se imagina que existirán en el curso de su carrera? ¿Cómo se prepararía un joven ingeniero para alguna de esas nuevas disciplinas?

65. Para cada uno de los siguientes problemas o situaciones, haga una lista de planteamientos o soluciones creativas.

a. ¿Cómo medir la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro? b. ¿Cómo reducir el número de robos de bicicletas en los terrenos de una universidad? c. ¿Cómo controlar la plaga de ratas en un área pobre?

66. Escriba un informe en el que compare el método científico y el método de ingeniería para resolver problemas.

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67. Haga un informe en el que describa la técnica Delphi para desarrollar ideas que contribuyan a la resolución de problemas. Describa los fundamentos del desarrollo de la técnica. ¿En que difiere de la lluvia de ideas? Indique como puede usarse para facilitar la solución de los problemas de la ingeniería.

68. Prepare un problema para desarrollar: a. Un dispositivo para medir la distancia que recorre un corredor.

69. De dos tipos de problemas que puedan modelarse adecuadamente mediante:

a. Modelos matemáticos. b. Modelos de simulación. c. Modelos físicos.

70. Busque las referencias técnicas apropiadas con que pueda escribir una bibliografía para un artículo técnico sobre uno de los temas siguientes:

a. Diseños de terminales para tanques de petróleo en mar abierto. b. Uso de geofibras en pavimentación de autopista. c. El papel de la robótica en la productividad. d. Desarrollos recientes en microprocesadores

71. Escriba un memorando para una de la situación siguiente:

a. Usted es el ingeniero en jefe de una empresa de consultoría ingenieril. Desea comunicar a sus jefes de departamento una nueva política que requiere el registro de los viajes hechos por los vehículos de la empresa.

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72. Lea un artículo de una revista técnica sobre la rama de la ingeniería que haya escogido. Prepare un resumen descriptivo y uno informativo del artículo.

73. Redondee cada una de las siguientes respuestas de modo que queden con el número apropiado de cifras significativas: a. 27.0+0.322= 27.322 b. 36.7/0.021= 1747.619 c. 6.36 x 21.03= 133.7508 d. 7.9 + 4.31 + 6.444 = 18.654

74. Exprese los números siguientes en notación científica a. 0.0033 b. 43561.7 c. 0.725300 d. diez trillones

75. Los datos que se presentan a continuación muestran el aumento de la resistencia. S, con el tiempo t. Desarrolle una relación entre resistencia (variable dependiente) y tiempo (variable independiente). a. por el método de promedios.

Tiempo, t, años

Resistencia, s, psi

0 1 2

615 650 675

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3 4 5 76.

720 765 790

Haga el diagrama de cuerpo libre de las siguientes figuras.

77. Calcule la corriente en el siguiente circuito.

78. Convierta los siguientes números binarios (base 2) a base 10. a. (1011) b. (1111)2 c. (10011)2 d. (11011110).

79. Analice la cuestión siguiente a. ¿En que forma contribuyeron las presiones institucionales a acelerar el proceso y correr riesgos innecesarios con el transbordador y sus ocupantes?

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80. Haga un informe que describa los sucesos que se dieron después del accidente del transbordador espacial Challenger. Conteste las siguientes preguntas: ¿Cuál fue la reacción de la reacción de la administración ante el informe de la comisión? ¿Qué efectos tuvo el accidente en la NASA, en el Contratista del cohete propulsor y en los planes futuros para los vuelos espaciales?

Prepare un diagrama de “árbol genealógico” en donde se ilustre la evolución de la profesión de la ingeniería y el inicio de sus diferentes especialidades. Indique aproximadamente las fechas en que cada una de las ramas comenzó a ser una disciplina identificable.

81.

82. Analice las consideraciones éticas implicadas en la situación siguiente: a. El vicepresidente de una empresa de consultores en ingeniería trabaja como miembro del Consejo municipal sobre aguas contaminadas. El ingeniero Abel, que no esta asociado con la firma ni con el Consejo, se entera de que la firma consultora ha aceptado un contrato por servicios de ingeniería que le ofrece el Consejo, lo que constituye una evidente violación a la ética. ¿Qué debe hacer Abel?

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CONTENIDO

1. ¿Cuáles son los tres factores que han contribuido al desarrollo de la

ingeniería?

R/= De los factores que han contribuido al desarrollo de la ingeniería pueden destacarse: •

El conocimiento necesario para realizar algo.

•

Las Herramientas indispensables para construirlo

•

Los Instrumentos de Medida, sin los cuales muchos de esos logros no se hubieran podido cumplir a cabalidad su misión.

De alguna manera la combinación de estos tres elementos impulso el desarrollo de la ingeniería.

2. ¿Cómo se adquirió el conocimiento principalmente y porque la tecnología precedió a la ciencia?

R/= El conocimiento inicialmente se adquirió en forma empírica; puesto que era necesario que una cantidad de conocimientos se adquiriera mediante el método del ensayo error, es decir, inventando y probando. La tecnología se implementó necesariamente primero que el hecho de poseer un

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conocimiento de cierto fenómeno. Un claro ejemplo de esto es que para crear la maquina de vapor de Watt no precedían estudios teóricos que afirmaran la viabilidad técnica de crearla, es decir, no se tenia un sistema o maquina previa que permitiera decir que la maquina de vapor de Watt iba a ser efectiva, sin embargo se hizo uso de la tecnología para luego adquirir un conocimiento.

3. ¿Por qué las herramientas pueden considerarse como los periféricos artificiales del ser humano?

R/= Las herramientas pueden considerarse como los periféricos artificiales de la humanidad debido a que por medio de estas el ser humano ha podido realizar trabajos de gran esfuerzo corporal, de no ser así, no podría el ser humano cortar un árbol o incluso cazar un animal con sus propias manos. Hay entonces una gran diferencia entre las primitivas herramientas usadas por nuestros antepasados para cortar las pieles, construir sus arcos entre otros.

4. ¿Cuáles fueron los comienzos de la ingeniería naval?

R/= Nuestro planeta esta formado por tres cuartas partes de agua y una de tierra firme, es lógico pensar que una de las primeras formas de transporte fuera la marítima. Aunque los antiguos no conocían las leyes de la flotación hasta que Arquímedes de Siracusa las descubrió; si conocían que algunos cuerpos como la madera flotaban en el agua y estos podían soportar peso encima, así desde el comienzo de la historia de la humanidad hubo construcciones de barcos que desarrollaron una incipiente ingeniería Naval, cuyos principios básicos no variaron mucho durante siglos. Los egipcios transportaron por el Nilo en naves de vela los bloques de piedra que se usaron en la construcción de sus monumentos. Según los

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vestigios encontrados estas naves median más de 100 metros, longitud que no fue superada durante siglos. Los barcos primitivos fueron impulsados por remos y por velas, lo que muestra el aprovechamiento de la energía eólica por nuestros antepasados.

5. ¿Tuvo la ingeniería mecánica igual desarrollo que la ingeniería civil?

R/= Existen vestigios de Ingeniería Mecánica, en la época de los romanos ya se conocían algunos mecanismo a base de engranes, poleas, tornillos, entro otros, como las norias de agua y usadas para el riego. Sin embargo no se puede hablar de un desarrollo similar al de la Ingeniería Civil ni al de la Naval.

6. ¿Cómo surgió la ingeniería del petróleo?

R/= La ingeniería de petróleo tuvo sus primera vestigios en la tercera Revolución Industrial, puesto que para este periodo el petróleo reemplazo el vapor y la energía eléctrica que no eran convenientes en algunas circunstancias especiales, entonces se utilizaron las leyes de la termodinámica conocidas hasta ese momento para aplicarlas en la combustión de de los derivados del petróleo y que motivó además a la construcción del motor de combustión interna. La Ingeniería de Petróleo como carrera, surgió bajo la tutela de la Industria Petrolera nacional, la cual necesitaba de Ingenieros con un perfil específico para las operaciones de perforación y explotación de los hidrocarburos, lo cual no conseguían en los Ingenieros Químicos que se graduaban con mención hidrocarburos. Lo anterior trajo como consecuencia que los profesionales egresados en Ingeniería de Petróleo fueran absorbidos de inmediato por la industria, lo que incluía como es lógico aquellos que iban a realizar sus trabajo de grado, ubicándolos en la modalidad Pasantía de Grado, la cual se convirtió en la única modalidad de trabajo de grado que se realizaba para egresar. 16

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Lo anterior trajo como consecuencia que los bachilleres que estudiaban Ingeniería de Petróleo, sólo conocieran una modalidad para realizar su trabajo de grado, la Pasantía, dejando la modalidad investigación sin aplicación, la cual era tradicional en otras ingenierías no tuteladas por la Industria Petrolera, como Agronomía, Química, Industrial, Mecánica, Eléctrica y Civil.

7. ¿Quién fue el precursor de la ingeniería industrial?

R/= Dos personas se consideran los padres de la ingeniería industrial en el mundo: Frederick W. Taylor y Henri Fayol. Otros pioneros de la ingeniería industrial fueron Harrington Emerson, defensor de las operaciones eficientes y del pago de premios para el incremento de la producción, y Henry Ford padre de las cadenas de producción modernas utilizadas para la producción en masa (producción en serie).

Mucho se ha escrito acerca de los pioneros de la administración, quienes surgieron durante y después de la revolución industrial en Inglaterra y Estados Unidos. Antes de la revolución industrial, los bienes los producían los artesanos en el conocido sistema casero. En aquellos días la administración de las fábricas no era problema. Sin embargo, a medida que se desarrollaban nuevos aparatos y se descubrían nuevas fuentes de energía, se tuvo la necesidad práctica de organizar las fábricas para que pudieran aprovechar las innovaciones. Quizá el primero de todos los pioneros fue Sir Richard Arkwright (1732-1792) quien inventó en Inglaterra el torno de hilar mecánico. Además creó y estableció lo que probablemente fue el primer sistema de control administrativo para regularizar la producción y el trabajo de los empleados de las fábricas.

8. ¿Qué papel jugó la ingeniería química en la humanidad?

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R/= En el siglo XIX la ingeniería química descubrió el proceso industrial para fabricar el ácido sulfúrico, compuesto indispensable en la obtención industrial de muchos metales; también se desarrollaron procesos para obtener dinamita, nitroglicerina y otros explosivos que permitieron un avance significativo en algunas aéreas de la ingeniería civil. Presionada por la demanda de textiles, la industria química descubrió métodos eficientes para el blanqueo del algodón y se resolvieron algunos problemas de química orgánica que condujeron a la fabricación artesanal de las primeras materias plásticas y de fibras sintéticas, como el rayón. también permitió el auge de productos farmacéuticos que no habían avanzado desde la Edad Media.

En 1824, el físico francés Sadi Carnot, en su investigación "en la energía motiva del fuego", fue el primero en estudiar la termodinámica de las reacciones de la combustión en motores de vapor. Durante la década de los 1850s, el físico alemán Rudolf Clausius comenzó a aplicar los principios desarrollados por Carnot a los sistemas de productos químicos en lo atómico a escala molecular. Durante los años 1873 a 1876 en la universidad de Yale, el físico matemático americano Josiah Willard Gibbs, fue el primero en dirigir en los Estados Unidos, una serie de tres escritos, desarrolló una metodología matemática basada, en la gráfica, para el estudio de sistemas químicos usando la termodinámica de Clausius. En 1882, el físico alemán Hermann von Helmholtz, publicó un escrito con fundamentos de la termodinámica, similar a Gibbs, pero con una base más electro-química, en la cual él demostró esa medida de afinidad química, es decir la "fuerza" de las reacciones químicas, que es determinada por la medida de la energía libre del proceso de la reacción. Después de estos progresos tempranos, la nueva ciencia de la ingeniería química comenzó a transformarse. Los siguientes hechos demuestran algunos de los pasos dominantes en el desarrollo de la ciencia de la ingeniería química: •

1888 - Lewis M. Norton comienza un nuevo plan de estudios en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT): Curso X, Ingeniería Química

•

1908 - Se funda el Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE).

•

1922 - Se funda la institución Británica de Ingenieros Químicos (IChemE).

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9. ¿Cuáles fueron las principales formas de transporte y qué se utilizó

para ello?

R/= •

Acuático: La llegada de los europeos —españoles y portugueses— a lo largo de casi toda América produjo grandes cambios en los medios de transporte. El principal modo de comunicación era el marítimo, dado que era más eficiente y rápido para puertos naturales y para los lugares en los que se construyeron puertos, tanto de mar como de los caudalosos ríos americanos.

Canales fueron creados para el fácil el transporte acuático. La apertura de esta vía fluvial se creo para una reducción considerable del tiempo de viaje en el tráfico de mercancías por vía marítima a escala mundial. Los antiguos romanos utilizaban embarcaciones a vela equipadas con varios bancos de remos para transportar a sus ejércitos. La construcción de barcos y el aparejo y manipulación de las velas fueron mejorando con el tiempo. Con estos cambios, junto con la adopción de la brújula marinera, hizo posible la navegación en mar abierto sin avistar la costa.

La balsa: Tomando en cuenta que nuestro planeta esta cubierto por agua, las dos terceras partes, el hombre ha buscado la manera de viajar sobre el agua. El primer navío sin duda fue un tronco flotante el cual conduciría con pies y manos. Después pensaron que uniendo varios troncos con ataduras podrían construir una plataforma firme o balsa (como le llamaron). En Egipto se construyeron balsas con haces de caña, en otros lugares se ahuecaron los troncos para ser piraguas o canoas.

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Primeros barcos: Hace 1200 años antes de Cristo, los Fenicios fueron los primeros marinos que utilizaron la madera del Cedro para construir grandes y fuertes embarcaciones para aventurarse más allá de sus límites marinos. El primer barco en emplear propulsión a vapor en una travesía transatlántica fue el barco estadounidense Savannah en 1819. •

Terrestre: El principal modo de transporte terrestre era por reata de animales de carga y por caballos sobre los senderos de los nativos americanos. Hacia 1800 se hicieron carreteras de tierra al quitar la maleza y los árboles de estos senderos. Muchas de esas carreteras, sin embargo, se hacían casi intransitables durante los periodos de mal tiempo. En 1820, la mejora de las carreteras denominadas turnpikes (autopistas), en las que las empresas privadas cobraban un peaje por haberlas construido, conectó todas las ciudades principales superando al resto de carreteras. El transporte terrestre mejoró poco hasta 1820, año en el que el ingeniero británico George Stephenson adaptó un motor de vapor a una locomotora e inició, entre Stockton y Darlington, en Inglaterra, el primer ferrocarril de vapor. En América Latina, el caballo, la mula y el transporte sobre ruedas fueron introducidos por españoles y portugueses. Los mismos aprovecharon muchas veces las rutas construidas por los indígenas. El arrastre y la rueda: El inicio del transporte se dio cuando nuestros antecesores descendieron de los arboles e inician su vida nómada. El hombre obligo al hombre a moverse para asegurar su comida, con esto, se inicio la forma de transportar en algo sus alimentos ya que el hombre en si es débil como animal de transporte. La rueda, invento importante que el hombre invento hace 5,500 años y con esto inicio un cambio en el medio de transporte ya que así logro trasladar de un lado a otro sus alimentos más fácil y rápido. Animales como medio de transporte: Debido a que el hombre no tenia la suficiente fuerza para cargar y transportar alimentos o utensilios para ellos mismos se vio en la necesidad de domesticar a los animales. El perro fue el primer animal que domestico el hombre, después utilizo animales más grandes y fuertes para transportar cosas sumamente pesadas junto con el mismo hombre. Y así

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también ideo la forma de que solo transportaran cosas, si no que también aprovecharía el hombre como alimento, ya alimentándose de lo que los animales producían o matándolos para aprovechar así la carne y piel para diferentes usos. •

Aéreo: El transporte aéreo es la forma de transporte moderno que más rápidamente se desarrolló. Aunque los pioneros de la aviación en Estados Unidos, Orville y Wilbur Wright hicieron el primer vuelo en el aparato más pesado que el aire en Kitty Hawk, Carolina del Norte, el año 1903, no fue hasta después de la I Guerra Mundial cuando el transporte aéreo alcanzó un lugar destacado en todos los países.

10. ¿Cuáles fueron los primeros vestigios de ingeniería mecánica?

R/= Existen vestigios de Ingeniería Mecánica, en la época de los romanos ya se conocían algunos mecanismo a base de engranes, poleas, tornillos, entro otros, como las norias de agua y usadas para el riego. Sin embargo no se puede hablar de un desarrollo similar al de la Ingeniería Civil ni al de la Naval.

11. ¿Qué consecuencias trajo el Renacimiento sobre el desarrollo de la

ingeniería?

R/= La ingeniería civil se separa de la militar y nace la École Nationale des Ponts et Chaussées (Escuela de Puentes y Caminos) en Paría. Se fortalece la ingeniería mecánica con la construcción de instrumentos para la navegación, el telescopio de Galileo, la bomba neumática, la imprenta comercial, la construcción de instrumentos de medición, también se impulsa notablemente la ingeniería naval con los viajes transoceánicos. La ciencia empieza a ser considerada en la ingeniería, aunque no se relaciona mucho con la práctica. 21

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12. ¿Por qué la ingeniería naval avanzo durante este periodo? ¿A que se

debió esto?

R/= La época del “Renacimiento” se conoce como el despertar o renacer del conocimiento y del afán de conocimiento del ser humano, esto trajo consigo la época de oro de los descubrimientos. Los llamados descubrimientos geográficos tuvieron una profunda repercusión en la evolución de la historia posterior a ellos. Europa había llegado a un nuevo continente cuya existencia ignoraba y había logrado el sueño de llegar a oriente por el oeste.

Pero todas estas nuevas rutas comerciales y de conocimiento solo serian posibles por medio del trasporte marítimo, y hay es donde entra el desarrollo y auge de la Ingeniería Naval. La Ingeniería y las técnicas de navegación se desarrollaron ante el incremento de los viajes entre Europa y dichas tierras recién descubiertas.

13. ¿Qué

factores contribuyeron para la creación de las demás ingenierías?

R/= La necesidad de construir máquinas de todo tipo, derivada de las demanda de una sociedad de continuo desarrollo, dio impulso a varias ingenierías como la metalúrgica y la mecánica. El avance de nuevos procedimientos para producir acero, la posibilidad de usar minerales de hierro contaminados con fosforo a través de procesos de reducción nuevos permitió el acceso a las grandes minas de hierro en Europa. Similarmente las necesidades de nuevos equipos originaron el desarrollo de maquinas herramientas como el torno, la fresadora, la prensa hidráulica, movidas por las fuentes de energía con los niveles de exactitud indispensables para

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obtener la calidad que la nueva sociedad industrial demandaba. La llegada de nuevos materiales de construcción, maquinas movidas a vapor, la fabricación de barcos a partir de hierro y acero, el estudio detenido de las organizaciones, todo esto conllevó al desarrollo de las demás ingenierías.

14. ¿Cuáles son todas las ramas de la ingeniería?

R/= Todas las ramas de la ingeniería son:

•

De la agricultura y el ambiente: Ingeniería agroforestal, Ingeniería agrícola, Ingeniería agronómica, Ingeniería forestal, Ingeniería de alimentos, Ingeniería ambiental, Ingeniería de montes, Ingeniería de semillas.

•

Por objeto de aplicación: Ingeniería automotriz, Ingeniería del papel, Ingeniería del petróleo, Ingeniería de los residuos, Ingeniería del transporte, Ingeniería de elevación, Ingeniería de minas, Ingeniería minera, Ingeniería militar.

•

De la Tecnología de la información: Ingeniería informática, Ingeniería de sistemas, Ingeniería de software, Ingeniería telemática, Ingeniería de telecomunicación.

•

Novedosas: Nanoingeniería

•

Administrativas y diseño: Ingeniería administrativa, Ingeniería industrial, Ingeniería de organización industrial, Ingeniería logística, Ingeniería de la seguridad, Ingeniería de la arquitectura.

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•

Derivadas de la física y química: Ingeniería física, Ingeniería nuclear, Ingeniería acústica, Ingeniería mecatrónica, Ingeniería automática, Ingeniería de control, Ingeniería de organización industrial, Ingeniería eléctrica, Ingeniería electrónica, Ingeniería de componentes, Ingeniería mecánica, Ingeniería civil, Ingeniería de los materiales, Ingeniería estructural, Ingeniería hidráulica, Ingeniería de infraestructuras víales, Ingeniería de transportes, Ingeniería química, Ingeniería metalúrgica, Ingeniería óptica.

•

Del mar: Ingeniería marítima, Ingeniería naval, Hidrodinámica.

•

Ciencias de la Tierra: Ingeniería geotécnica, Ingeniería agronómica.

•

Del aire y el espacio: aeroespacial, Astronáutica.

•

Derivadas de las ciencias biológicas y la medicina: Ingeniería biológica, Ingeniería biomédica, Ingeniería bioquímica, Ingeniería genética, Ingeniería médica, Ingeniería de tejidos.

Ingeniería

aeronáutica,

Ingeniería

15. ¿Qué importancia tiene para la humanidad el desarrollo de la ingeniería?

R/= La Ingeniería apareció con el ser humano. Se puede hablar de Ingeniería desde el primer momento en que se dio forma a una piedra para convertirla en una herramienta, o cuando los primeros humanos usaron la

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energía de forma consciente al encender una hoguera. Desde entonces, el desarrollo de la Ingeniería ha ido parejo con el de la Humanidad. Los grandes cambios que vienen ocurriendo en la vida de las personas, en el mundo moderno, se han generado por la tecnología. El ser humano tiene actualmente a su disposición productos en los que el conocimiento y la tecnología se añaden de forma nunca alcanzada antes.

La tecnología y el conocimiento empiezan a abrir la cortina de un porvenir rico y promisorio para la humanidad. Su influencia sobre lo social, lo económico y lo político transformará totalmente la estructura de la nueva sociedad. La calidad de vida con que podemos contar en los días de hoy es fruto del desarrollo tecnológico incorporado a los bienes y servicios ahora disponibles, y en el cual el ingeniero tiene un papel fundamental. Es él quien transforma el conocimiento desarrollado en los laboratorios en productos que van a mejorar la vida de las personas. Es él el elemento principal de la revolucionaria transformación silenciosa que ocurre en el mundo moderno. El compromiso de la ingeniería es con el ser humano y con la sociedad.

16. ¿Por qué el desarrollo de la ingeniería esta ligado al desarrollo de la humanidad?

R/= Primero que todo la ingeniería no puede ser considerada como Ciencia, partiendo de esta premisa, definimos ingeniería como el conjunto de conocimientos teóricos, empíricos y de practicas que se aplican para disponer delos recursos naturales y los sistemas hechos por el hombre para diseñar, construir y operar equipos en beneficio del hombre. De la ultima frase “en beneficio del hombre” podemos sacar la respuesta a la pregunta; la ingeniería es la unión de ciencia y hombre, y la parte del hombre es muy importa ya que es el hombre quien diseña y construye, en base a los conocimientos adoptados, y de aquí es de donde surgen las civilizaciones. Por siglos hemos vitos como las civilizaciones se han destacados unas de

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otras no solo por sus conocimientos si no por como los aplican, y eso justamente es lo que conocemos como Ingeniería, en todas sus ramas.

El desarrollo de la ingeniería esta estrechamente logado al desarrollo de la humanidad, por que si el ser humano no evoluciona para aplicar ciencia en su vida cotidiana, no hay tampoco desarrollo de la ingeniería.

17. ¿Por qué las grandes construcciones de la antigüedad poseen gran

exactitud en su medida?

R/= Las grandes construcciones de la antigüedad nos asombran aun en nuestros tiempos por la exactitud de sus medidas. Las grandes pirámides egipcias, las ciudades mesopotámicas, la muralla china, así como los templos construidos por las civilizaciones mayas, aztecas e incas revelan que nuestros antepasados poseían instrumentos que permitían elevar sus edificios verticalmente, asentarlos sobre terrenos planos, así como controlar las longitudes de manera que se lograran efectos espectaculares como los que se observan periódicamente en el templo egipcio de Abbu Simbal. El sol entraba exactamente algunos días del año e iluminaba la faz de Ramsés III. La exactitud de las construcciones dependía de los instrumentos de medida que tenían gran precisión.

18. ¿Dónde se hizo la primera aparición de la rueda?

R/= Lo investigadores ubican la aparición de la rueda por primera vez en Mesopotamia, pero parece ser que los sumerios fueron los primeros en usar la rueda.

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19. ¿Qué instrumentos utilizaban en la antigüedad para cortar objetos (pieles, maderas, pescados, etc.)?

R/=El hombre aprendió a trabajar con la piedra, con esta tumba los frutos que se encontraban en los arboles altos y además para cazar animales. Uno de los adelantos más importantes de los seres humanos durante la edad de piedra fue la producción de utensilios de barro cocidos al sol. Algunos de estos utensilios fueron utilizados como recipientes para almacenar frutos y otros como vajillas para tomar alimentos. Como los seres humanos del mesolítico vivían cerca de los ríos, lagos y mares, su dieta alimenticia se basaba en pescados y maricos, tracias a la invención del anzuelo y la red progresaron en las técnicas pesqueras. También aprendieron a ahuecar los troncos de los arboles para hacer canoas.

Luego en el neolítico el ser humano pasó de usar la piedra tallada a utilizar la piedra pulida. Además encontró el modo de fundir los metales utilizando el cobre, bronce y posteriormente, hierro. El metal fue probablemente descubierto cuando unos artesanos, buscando arcilla para fabricar sus objetos de cerámica, encontraron algunos filones de cobre. Inicialmente el cobre fue trabajo en frio y, de este modo se fabricaron brazaletes y anillos. Posteriormente, al ponerse el cobre al fuego se dieron cuanta de se fundía y que por tanto se podía moldear y que, al enfriarse, adquiría resistencia mucho mayor que las demás sustancias conocidas hasta el momento. Así nació la metalurgia o técnica para trabajar los metales. Y así se fabricaron hachas para la pesca y caza de animales.

20. ¿Qué efectos tuvo la aparición de la rueda en la humanidad y en el desarrollo de la ingeniería?

R/=La aparición de la rueda aceleró la construcción de las vías de comunicación, cambio sus especificaciones, pues la presión de las ruedas 27

Seminario de Ingeniería Mecánica 28 Cuestionario Primer Parcial

sobre el terreno era mucho mayor que la que ejercían los troncos y dejaban profundas huellas y se enterraba. Lo que conllevó a que se construyeran mejores vías, un ejemplo de estos fueron los romanos quienes diseñaron calzadas con varias capas de materiales que todavía perduran, además construyeron más de 80000 km de vías de diferentes calidades, algunas de doble vía y hasta cuatro capas de diversos materiales para darle mayor consistencia.

21. ¿Cómo se denominan a las personas que diseñaban y construían las

construcciones góticas de la antigüedad?

R/=Las personas que diseñaban y hacían la construcciones góticas de la antigüedad se denominaban maestro, (podría ser maestro de obra, ingeniero civil, o arquitecto) todo maestro tenia sus aprendices a lso que trasmitía sus conocimientos, esperando que los mejores entre ellos fueran los continuadores de la tradición constructora de la cuadrilla. Los constructores de las catedrales góticas deambulaban por toda Europa llenando de castillos blancos (debido al color de la piedra caliza utilizada) la geografía del Viejo continente, a diferencia de sus antecesores, estos si dejaron firmas en sus obras de arte.

22. ¿En que época se empezaron a desarrollar todas las ramas de la ingeniería?

R/= Todas las ramas de la ingeniería empezaron a desarrollarse en el siglo XX, porque de alguna manera la Revolución Industrial generó las condiciones necesarias para que la tecnología y ciencia avanzaran. Primero se avanzó en el campo de la ciencia y luego se aplicaron dichos principios en la solución de los problemas de tipo tecnológico que preocupan a la sociedad. Se evidencia dicho avance de las ingenierías porque para la primera parte del siglo XX, la ingeniería química alcanzó éxitos con la 28

Seminario de Ingeniería Mecánica 29 Cuestionario Primer Parcial

producción masiva de fibras sintéticas, anilinas, productos farmacéuticos. La ingeniería civil se vio favorecida con el descubrimiento de nuevos material como el concreto reforzado y el concreto pretensado, que junto con las estructuras metálicas y el uso del aluminio permitieron la construcción de los impresionantes rascacielos. La aparición de los automóviles conllevó al desarrollo de muchos campos de la ingeniería como la construcción de vías, diseño de herramientas, impulso a la exploración petrolífera. Con la aparición del aeroplano se tuvo que implementar materiales más ligeros, motores más potentes y eficientes. Con la llegada de la guerra la construcción de barcos y buques generó el desarrollo de la ingeniería naval. Con el manejo de los residuos nucleares y el manejo de corrientes pequeñas con altísimas frecuencia se dio el auge de la ingeniería nuclear y la ingeniería electrónica respectivamente. En la segunda parte del siglo XX, se desarrollo la ingeniería espacial, con los adelantos de los logros científicos en la investigación espacial, hasta llegar a la ingeniería de sistemas con la llegada del computador.

23. ¿Qué hizo que se llevara a cabo la primera Revolución Industrial?

R/=El periodo conocido como la primera revolución industrial abarca el lapso comprendido entre 1750 y 1900 y su característica básica la constituye el surgimiento de fuentes de energía: el vapor, la electricidad y el petróleo. James Watt vio un diseño de la bomba de Newcombe le introdujo modificaciones que hacían mas eficientes el ciclo de conversión de la fuerza de vapor en trabajo mecánico y en 1781 patentó su primera máquina de vapor. La llegada de esta aporte a la industria y la cantidad de carbón existente en permitió el auge de las industrias y por consiguiente la primera Revolución Industrial.

24. ¿Qué se hizo para que la ingeniería civil se separa de la Ingeniería

Militar?

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Seminario de Ingeniería Mecánica 30 Cuestionario Primer Parcial

R/= La ingeniería civil no sufrió mayores cambios en el Renacimiento sin embargo para 1747 se separó la ingeniería civil de la ingeniería militar cuando nace École Nationale des Ponts et Chausées (Escuela Nacional de Puentes y Caminos) en Paris, los ingenieros civiles realizaban de todo tipo de obras, incluyendo fortificaciones, castillos, defensas, etcétera. Desde ese momento se separan las funciones y por un lado quedan los ingenieros militares, ingenieros sertos en alguna unidad militar, y los ingenieros civiles que se encargan de las obras civiles.

25. ¿Qué y quién dio origen a la ingeniería industrial?

R/= A mediados del siglo XIX nace en Filadelfia Frederick Taylor, quien se dedicó a estudiar detenidamente la organización de las operaciones realizadas en las nuevas industrias de producción masiva surgidas a raíz de la Revolución Industrial. De estos estudios se derivan los principios de las modernas técnicas de producción. Sus estudios de tiempos y movimientos demostraron que es posible organizar científicamente el trabajo para mejorar la productividad y disminuir la fatiga basándose en una descomposición de los procesos del trabajo en pequeñas tareas, cada una de las cuales puede optimizarse mediante técnicas e incentivos a los obreros. Esta teoría (el taylorismo) dio origen la ingeniería industrial. Las ideas de Taylor le permitieron al mundo de occidente resolver el agudo problema social que se planteaba en la época por la baja productividad de los métodos de trabajo tradicionales.

26. ¿Qué dio origen a la bioingeniería?

R/=La Bioingeniería es una de las disciplinas más jóvenes de la ingeniería en la que los principios y herramientas de la ingeniería, ciencia y tecnología se aplican a los problemas presentados por la biología y la medicina.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 31 Cuestionario Primer Parcial

La formación del Bioingeniero comprende una sólida base en ingeniería conjugada con los conocimientos fundamentales de medicina y biología, complementados con materias específicas de aplicación de tecnología: electrónica, informática, robótica, óptica, etc., para satisfacer las demandas de la medicina y la biología. Esta carrera fue creada con el objetivo de dar soluciones a la problemática del ámbito de la salud mediante la aplicación de modernos métodos tecnológicos.

27. ¿Qué función tienen los instrumentos de medida?

R/= La función de los instrumentos de medición es brindarle a quien lo implementa una medida precisa de modo que los resultados de los experimentos sean claros o por lo menos eficaces.

28. ¿Cuál fue la primera ingeniería?

R/= La primera ingeniería fue la ingeniería civil puesto que el ser humano necesitaba vivir en un espacio cómodo en el cual pudiera desarrollarse plenamente con sus habilidades, y una simple cueva no le era del todo favorable, entonces tuvo que recurrir a la invención de chozas para así refugiarse de los cambios climáticos y poder protegerse de los animales, de este modo en donde el ser humano empieza a utilizar “la ingeniería civil” para su beneficio.

29. ¿Qué nuevas fuentes de energía ayudaron a fortalecer la Revolución

Industrial y así la ingeniería como ciencia?

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Seminario de Ingeniería Mecánica 32 Cuestionario Primer Parcial

R/= Las fuentes que fortalecieron la Revolución Industrial fueron: el carbón, el petróleo y la electricidad. El gran cambio en la población y la industria durante el siglo XVIII se debió a la introducción del carbón como fuente de energía mecánica, que logró medios que hicieron más efectiva la energía -la máquina de vapor- y métodos para fundir y trabajar el hierro. El uso del carbón se generalizó entre los distintos fabricantes de la época. A principios del siglo XVII se intentó sustituir el carbón de leña por el carbón mineral en la producción del hierro, siendo logrado por Darby en 1709. Gracias a este invento fue posible el alto horno de gran potencia, aunque no se extendió su empleo hasta el año 1760. Posteriormente se perfeccionó la fabricación del hierro colado con la introducción de una bomba que proporcionaba al horno un chorro más efectivo de aire, gracias a la bomba de vapor de Watt.

A finales del siglo XVIII, el carbón ocupó el lugar de las fuentes corrientes de energía utilizadas para la iluminación. Como además el carbón podía extraerse con antelación al momento de su uso y se podía almacenar, situó a la industria fuera del alcance de la influencia de la meteorología, a diferencia de lo que ocurría en el período anterior que dependía del viento y del agua para la generación de energía. Al explotar a gran escala las vetas de carbón, la industria empezó a vivir de la acumulación de energía potencial, derivada de los helechos del período carbonífero. El capital en forma de yacimientos de carbón, hizo girar alrededor del carbón y del hierro a todo el organismo social y económico de la época.

En este momento, la industria dependía de la mina y ella fue la que determinó los inventos y perfeccionamientos típicos de esta fase, tales como la bomba de vapor, la máquina de vapor, la locomotora de vapor (en las minas de construyeron vías con raíles de madera), el barco de vapor, la escalera mecánica, el ascensor, etc. La mina respondía al modelo de explotación capitalista, y la necesidad de una explotación más eficiente que alcanzara vetas más profundas impulsaron el esfuerzo para idear una bomba más poderosa, regular y accesible, para evacuar el agua de las galerías, y de aquello surgió el proyecto de Tomás Savery cuya invención, denominada el "Amigo del Minero", data de 1698. Papin trabajó sobre los mismos aspectos y describió a su máquina como un medio nuevo para 32

Seminario de Ingeniería Mecánica 33 Cuestionario Primer Parcial

crear energía motriz a bajo precio. Newcomen, en 1712, construyó un tipo perfeccionado de la bomba, pero ineficiente pues perdía grandes cantidades de calor con la condensación, aunque superaba en potencia a cualquier otra máquina anterior. Watt incrementó la eficiencia creando una cámara separada de condensación y utilizando la presión expansiva del vapor. Las máquinas iníciales de Watt fueron todas bombas hasta que en 1781 inventó una máquina rotatoria. La mejora de Watt de la máquina de vapor exigió el perfeccionamiento en la metalurgia. La técnica de la madera se perfeccionó en el material más difícil y refractario, el hierro. La turbina hidráulica se desarrolló en 1832, y se convirtió en el símbolo de la eficiencia.

El periodo de transición entre los siglos XIX al XX, que se caracterizo por cambios profundos y rápidos. El componente básico e este proceso fue de nuevo la modificación de la base energética: se buscó la sustitución progresiva del carbón por nuevas fuentes más baratas y fáciles de movilizar, como los hidrocarburos y la electricidad. A comienzos del siglo XX, el vapor que hasta entonces había sido imprescindible para el funcionamiento de diversos artefactos fue reemplazado por el petróleo y la electricidad.

30. ¿Qué aportes brindo la ingeniería eléctrica a la humanidad?

R/= La ingeniería eléctrica surge durante la Revolución Industrial, esta hizo posible la iluminación en los hogares y los lugares públicos, por supuesto también fue utilizada en el campo de las industrias. Era necesario entonces crear una luminaria adecuada, de bajo costo y fácil de usar y es cuando aparece Thomas Alva Edison con el invento de la bombilla incandescente.

31. ¿Qué inventos hizo la ingeniería química en la época de la Revolución

Industrial? 33

Seminario de Ingeniería Mecánica 34 Cuestionario Primer Parcial

R/= La ingeniería química en la época de la Revolución Industrial descubrió el proceso industrial para fabricar el ácido sulfúrico, compuesto indispensable en la obtención industrial de muchos metales; también se desarrollaron procesos para obtener dinamita, nitroglicerina y otros explosivos que permitieron un avance significativo en algunas aéreas de la ingeniería civil. Presionada por la demanda de textiles, la industria química descubrió métodos eficientes para el blanqueo del algodón y se resolvieron algunos problemas de química orgánica que condujeron a la fabricación artesanal de las primeras materias plásticas y de fibras sintéticas, como el rayón. También permitió el auge de productos farmacéuticos que no habían avanzado desde la Edad Media.

32. ¿Dónde se dio la aparición de la rueda? ¿Qué efectos tuvo? ¿Cuál es su procedencia?

R/= La invención de la rueda corresponde a la época final del neolítico, y puede ser visto en relación con los demás avances tecnológicos que dieron lugar a inicio de la Edad de Bronce. Los estudiosos estiman que fue inventada en el quinto milenio a. C. en Mesopotamia, durante el período de El Obeid, en la antigua región conocida como Creciente Fértil, inicialmente, con la función de rueda de alfarero. Posteriormente se empleó en la construcción de carros; se difundió por el Viejo Mundo junto con los carros y los animales de tiro. La rueda llegó a Europa y Asia occidental en el cuarto milenio antes de Cristo, y al Valle del Indo hacia el tercer milenio antes de Cristo. Barbieri-Baja (2000) aboga por la existencia de vehículos chinos de ruedas circa de 2000 a. C., aunque su referencia más antigua se data 1200 a. C.

Las primeras ruedas eran simples discos de madera con un agujero central para insertarlas en un eje. La posterior invención de la rueda con radios permitió la construcción de vehículos más rápidos y ligeros; surge durante la cultura de Andronovo (2000 - 1200 a. C.), al norte de Asia Central.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 35 Cuestionario Primer Parcial

La inclusión de llantas de hierro alrededor de las rueda de los carros surge en el primer milenio antes de Cristo, en los pueblos celtas, además, fueron los primeros que usaron un tipo rudimentario de rodamiento en el eje: unos discos de madera muy dura; posteriormente, los romanos utilizaron anillos de bronce como rodamiento, a modo de buje. No hubo grandes modificaciones hasta el siglo XIX, cuando se generaliza el uso de metales en la elaboración de maquinarias; en la década de 1880, se inventaron los neumáticos para ruedas; en el siglo XX se construyen ruedas de las más variadas aleaciones.

33. ¿Cuáles fueron los beneficios de las construcciones góticas, elaboradas en su mayoría con columnas?

R/= Los soportes o columnas del arte gótico consisten de ordinario en el pilar compuesto el cual durante el periodo de transición es el mismo soporte románico aunque dispuesto para el enjarje de arcos cruceros. Pero en el estilo gótico perfecto se presenta cilíndrico el núcleo del pilar rodeado de semicolumnillas y apoyado sobre un zócalo poligonal o sobre un basamento dividido a diferencia del estilo románico en que tal zócalo era uniforme y cilíndrico.

Estas columnillas van aumentando en número a medida que progresa el estilo. Al principio, suelen ser cuatro o seis en los pilares aislados, de suerte que la sección transversal u horizontal de éstos forme en la mayoría de los casos una especie de cruz de núcleo prismático. Pero luego se van multiplicando de tal manera en las nuevas construcciones que, desde mediados del siglo XIII apenas queda visible el núcleo central (que en adelante suele ser redondo). Aparece ahora todo el soporte como un haz de cilindros, los cuales en el siglo XV se reducen a simples junquillos o baquetones por haber aumentado su número y no tener ya cabida si no es en esta forma; pues no solo se adjudica una columnilla para cada arco y nervio de la bóveda sino que hasta las molduras principales de éstos tienen su columnilla correspondiente en el soporte.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 36 Cuestionario Primer Parcial

34. ¿Cuál es la ideología o actitud mental que se dio durante el

Renacimiento?

R/= La ciencia empieza a ser considerada en la ingeniería, aunque no se relaciona mucho con la práctica. El Renacimiento va desde 1500 hasta 1750 y estuvo marcado por una nueva actitud, investigar, descubrir, atreverse a contradecir lo aceptado durante siglos.

Uno de los límites obvios del desarrollo de la ingeniería ha sido la facilidad con que se podían comunicar y comparar los pensamientos. La invención de los anteojos en 1286, y el incremento considerable en las obras impresas en Europa en el siglo XV, fueron dos acontecimientos trascendentales en la expansión del pensamiento ingenieril. Desde luego, otro factor importante en todo momento es la actitud de una sociedad hacia una profesión. Durante el Renacimiento, los ingenieros nuevamente fueron miembros de una profesión respetada e incluso algunos de ellos recibieron buena paga. Filippo Brunelleschi fue un ingeniero bien conocido de principios de 1400, y como la mayoría de los ingenieros bien conocidos del Renacimiento, era ingeniero militar y civil, al igual que arquitecto y artista.

35. ¿En qué se caracterizó específicamente el primer periodo de

Revolución Industrial?

R/= El primer periodo conocido como la primera Revolución Industrial abarca el lapso entre 1750 y 1900. Los principales rasgos de la Revolución Industrial habría que clasificarlos en tecnológicos, socioeconómicos y culturales. Los cambios tecnológicos incluyen los siguientes: el uso de nuevos materiales como son el hierro y el acero; de nuevas fuentes de energía como el carbón y nuevas fuerzas motrices como la máquina de

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Seminario de Ingeniería Mecánica 37 Cuestionario Primer Parcial

vapor. Se inventarán nuevas máquinas para hilar o para tejer (el telar mecánico) que permiten un enorme incremento de la producción con un mínimo gasto de energía humana. Surgirá una nueva forma de organización del trabajo que comporta la división del trabajo y una mayor especialización de la mano de obra. También deben destacarse las importantes mejoras de los transportes (trenes y barcos de vapor) y la creciente interacción entre la ciencia y la industria. Estos cambios tecnológicos supondrán un vertiginoso incremento del uso de recursos naturales y de la producción en masa de bienes manufacturados.

Fuera del campo industrial se producirán también importantes cambios: mejoras en la agricultura que hará posible el suministro de alimentos para una creciente población urbana, declive de la tierra como principal fuente de riqueza con el creciente papel que irán tomando la industria y el comercio internacional.

Entre los cambios sociales y culturales son destacables el crecimiento de la población urbana, el desarrollo de la llamada clase obrera y sus movimientos de protesta (el movimiento obrero), el espectacular crecimiento de los conocimientos científicos y técnicos.

36. ¿Cuál es la diferencia del químico y del ingeniero químico?

R/= La diferencia entre la ingeniería química y la química puede ser ilustrada considerando el ejemplo de producir el jugo de naranja. Un químico que trabaja en el laboratorio, investiga y descubre una multiplicidad de caminos para extraer el jugo de una naranja. El mecanismo más simple encontrado es cortar la naranja por la mitad y exprimir la naranja usando un exprimidor manual. Un acercamiento más complicado encuentra que es pelar y después machacar la naranja y recoger el jugo. Una compañía entonces comisiona a un ingeniero químico diseñar una planta para fabricar varias miles de toneladas de jugo de naranja por año. El ingeniero químico

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Seminario de Ingeniería Mecánica 38 Cuestionario Primer Parcial

investiga todos los métodos disponibles para hacer el jugo de naranja y los evalúa según su viabilidad económica. Aunque el método de extracción manual es simple, no es económico emplear a miles de personas para extraer el jugo manualmente de las naranjas. Así, se utiliza otro proceso, más barato, posiblemente la técnica de "la cáscara y agolpamiento". El método más fácil de fabricación en un banco del laboratorio no será necesariamente el método más económico para una instalación fabril.

37. ¿Quién y qué dio origen a la Revolución Industrial?

R/= Al siglo XVIII también se le conoce como "siglo de las luces" En ese siglo se llevo a cabo la exposición de ciencia y tecnología en Paris, Francia, el nombre de siglo de las luces se le dio por dos razones: la ciudad de Paris fue iluminada por primera vez con luz eléctrica, según el invento de Alba Edison y en segundo lugar por la gran serie de inventos y descubrimientos científicos, siglo de las luces en sentido metafórico, la luz del conocimiento. en este siglo dorado se invento la maquina de vapor, que dio origen a la llamada Revolución Industrial, pues al inventarse maquinas que funcionaban a vapor se pudo cambiar el modo de producción unitario y artesanal por la producción en serie, lo que redujo el tiempo de producción y los costos de fabricación y aumento la producción. Surgen a partir de entonces las clases sociales: los trabajadores asalariados y los empresarios, dueños de las maquinarias.

38. ¿En qué consiste el Taylorismo y cuál es su importancia?

R/= El taylorismo corresponde a la división de las distintas tareas del proceso de producción, que conllevan al aislamiento del trabajador y la imposición de un salario proporcional al valor que el obrero añade al proceso productivo. Este fue un nuevo método de organización industrial, cuyo fin era aumentar la productividad y evitar el control que el obrero podía 38

Seminario de Ingeniería Mecánica 39 Cuestionario Primer Parcial

tener en los tiempos de producción. Frederick Taylor intentó eliminar por completo los movimientos innecesarios de los obreros con el deseo de aprovechar al máximo el potencial productivo de la industria. Hizo un estudio con el objetivo de eliminar los movimientos inútiles y establecer por medio de cronómetros el tiempo necesario para realizar cada tarea específica. A este método se lo llamó organización científica del trabajo. El sistema de Taylor bajó los costos de producción porque se tenían que pagar menos salarios, las empresas incluso llegaron a pagar menos dinero por cada pieza para que los obreros se diesen más prisa. Para que este sistema funcionase correctamente era imprescindible que los trabajadores estuvieran supervisados y así surgió un grupo especial de empleados, que se encargaba de la supervisión, organización y dirección del trabajo.

39. ¿Cuáles son las características que aun prevalecen en el ingeniero en su desarrollo?

R/= El ingeniero desde sus inicios ha conservado características como Investigar, desarrollar, diseñar, producir construir, operar etc. Para el ingeniero la investigación implica la búsqueda de nuevos conocimientos o de una mejor comprensión del campo de aplicación de los hechos ya conocidos, y de su interrelación. El desarrollo consiste en llevar una forma claramente accesible los resultados de descubrimientos e investigaciones de manera que puedan conducir productos, métodos o procesos útiles. El diseño por su parte es el proceso fundamental de la ingeniería, que permite especificar la solución óptima a un problema planteado, ya sea respecto a procesos, materiales, maquinaria o equipo. La producción en cambio es el proceso industrial mediante el cual las materias primas se transforman en productos o artículos. La construcción es el proceso de convertir en realidad la solución optima obtenida como edificios, carreteras e instalaciones de generación de energía y de comunicaciones.

40. ¿Cuál fue la ingeniería que tuvo mayor auge en la antigüedad? 39

Seminario de Ingeniería Mecánica 40 Cuestionario Primer Parcial

R/= La ingeniería que mayor auge tuvo en la antigüedad fue la ingeniería civil puesto que es obvio que por la necesidad de un espacio para vivir cómodamente, con seguridad, en comunidad conduce a la construcción de casas, templos, construcciones comunitarias, etcétera. Siendo estas construcciones civiles mas importantes que otras necesidades. 41. ¿Con qué fin se desarrollaron los demás campos de ingeniería?

R/= Los demás campos de la ingeniería se desarrollaron con el fin de abastecer la creciente demanda en la industria textil, en la minería y en la metalurgia, además de la necesidad de crear nuevas maquinas de todo tipo, de la necesidad de manejar de mejor manera la tecnología que surgía, la necesidad de poner limites a cada uno de los conocimientos que salían a la luz en la sociedad a causa del creciente comercio entre estas.

42. ¿Qué suceso del Renacimiento marcó el desarrollo ingenieril?

R/= Durante el Renacimiento surge la invención de la imprenta. Esto permitió que se difundiera ampliamente información sobre muchas materias, entre ellas la ciencia y la ingeniería. Hacia 1500 ya se publicaron libros de topografía, hidráulica, química, minería, y metalúrgica, ciencias a las cuales pertenecen muchas ingenierías actuales.

43. ¿Cómo apareció la ingeniería naval?

R/=Debido a que la mayor parte de nuestro planeta es agua lógico la relación que hay entre la cantidad de agua en el planeta con la ingeniería naval es total, si la mayor parte del planeta esta cubierta por mar, el hombre

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Seminario de Ingeniería Mecánica 41 Cuestionario Primer Parcial

aplicando los conocimientos que poseía desarrolló el transporte marítimo dando origen a la Ingeniería Naval, como la madre del transporte marítimo.

44. ¿En que época y como apareció la ingeniería electrónica?

R/= Durante la primera parte del Siglo XX aparece la ingeniería electrónica, hija de la ingeniería eléctrica, diferenciándose de esta en que maneja pequeñas corrientes y altísimas frecuencias y se dedica especialmente al control y a las comunicaciones. El descubrimiento del efecto electroiónico y su aplicación mediante la construcción del diodo y del tríodo de vacio permitieron impulsar las comunicaciones, la radio y la televisión.

45. ¿Cómo se impulsó la ingeniería mecánica en la Revolución Industrial?

R/= La necesidad de construir máquinas de todo tipo, derivada de las demanda de una sociedad de continuo desarrollo, dio impulso a varias ingenierías como la metalúrgica y la mecánica. El avance de nuevos procedimientos para producir acero, la posibilidad de usar minerales de hierro contaminados con fosforo a través de procesos de reducción nuevos permitió el acceso a las grandes minas de hierro en Europa. Similarmente las necesidades de nuevos equipos originaron el desarrollo de maquinas herramientas como el torno, la fresadora, la prensa hidráulica, movidas por las fuentes de energía con los niveles de exactitud indispensables para obtener la calidad que la nueva sociedad industrial demandaba.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 42 Cuestionario Primer Parcial 46. ¿En qué se asemejan las ingenierías de antes y las ingenierías de

actuales?

R/= Las ingenierías de antes se asemejan a las actuales porque las ultimas al igual que las anteriores poseen rasgos creativos y capacidad analítica que permiten y permitieron el desarrollo de la sociedad, tanto así que seria casi imposible vivir sin las ingenierías, puesto que estas siempre se han encargado de aprovechar al máximo las fuente de energía disponibles y arreglárselas con los materiales que se tienen al alcance para el beneficio colectivo de la humanidad. Los ingenieros además investigan, desarrollan, diseñan, producen, construyen operan etc. desde las civilizaciones pasadas hasta las actuales.

47. ¿Qué adelanto aparece gracias a la unión de la ciencia y la ingeniería en el área de la salud?

R/= Gracias a la unión de la ciencia y la ingeniería en el área de la salud nace la Bioingeniería que aplica los principios de la ingeniería a las aéreas de la medicina y de la biología.

La formación del Bioingeniero comprende una sólida base en ingeniería conjugada con los conocimientos fundamentales de medicina y biología, complementados con materias específicas de aplicación de tecnología: electrónica, informática, robótica, óptica, etc., para satisfacer las demandas de la medicina y la biología. Esta carrera fue creada con el objetivo de dar soluciones a la problemática del ámbito de la salud mediante la aplicación de modernos métodos tecnológicos.

48. ¿Qué es lo que está cambiando nuestra forma de vivir actualmente?

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Seminario de Ingeniería Mecánica 43 Cuestionario Primer Parcial

R/= Internet y la Web son dos palabras mas pronunciadas en la actualidad, están cambiando vertiginosamente nuestra forma de vida: la diseminación de la información, los negocios electrónicos, la educación virtual, el entretenimiento en línea, forman parte de esta revoluciona acelerada cuyas consecuencias no han sido precisadas en el distanciamiento entre los que tiene y los que no tienen. Se ha determinado que le crecimiento de la red de internet es doblemente exponencial a medida que pasan los años.

49. ¿Qué sucedió cuando el hombre se volvió sedentario?

R/= Cuando el hombre se volvió sedentario se vio en la necesidad de salir de las cavernas y construir chozas con los elementos naturales de su entorno, paredes y techo de madera y paja para protegerse de la lluvia. Debió aparecer otra herramienta el arado, como manera de utilizar la energía no humana para el aprovechamiento de los recursos disponibles del suelo, es aquí donde se ven los primeros indicios de la ingeniería civil.

50. ¿Cuándo decidimos que una invención genera un cambio profundo en la humanidad?

R/= Decimos que una invención genera un cambio profundo en la humanidad cuando la variable o variables que afecta quedan reducidas o aumentadas en un orden de magnitud o más (/ un orden de magnitud es un múltiplo o submúltiplo de 10). En este caso el esfuerzo para mover una carga arrastrada sobre troncos o sobre ruedas se disminuyo no solamente en el orden de magnitud, sino en varios, en números seria: para arrastrar un bloque de una tonelada sobre troncos podría requerir 20 o 30 hombres mientras que usando un carro montado en ruedas este numero se reduce a dos o tres.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 44 Cuestionario Primer Parcial

51. ¿Cómo utilizaron los romanos la estática?

R/= Los romanos introducen soluciones novedosas en las construcciones. Si bien usaron con profusión la solución de la columna y del dintel, en muchas de sus construcciones emplearon como elemento innovador el arco de medio punto, que permitía aumentar la luz entre las columnas de las construcciones. Los romanos avanzaron en el conocimiento de la estática; lograron distribuir las fuerzas estructurales de tal manera que pudieron aumentar la distancia entre columnas y de esta manera la elegancia en sus construcciones. Coliseos, puentes, arcos de triunfo, acueductos, etcétera, esparcidos por toda Europa reflejan el domino que alcanzaron los romanos en el arte de la construcción. Más tarde aparece el estilo románico o romanesco, derivada de las últimas manifestaciones del estilo romano, especialmente en el uso del arco de medio punto, o semicircular, que descansa en solidas columnas para recibir el peso del techo o pisos superiores.

52. ¿Por qué decimos que la primera ingeniería fue la civil?

R/= Se podría decir que la ingeniería comenzó cuando los humanos empezaron a ingeniarse artículos para su vida cotidiana. Los primeros hombres utilizaron algunos principios de la ingeniería para conseguir sus alimentos, pieles y construir armas de defensa como hachas, puntas de lanzas, martillos etc. El desarrollo de la ingeniería comenzó con la revolución agrícola (año 8000 a. C.) cuando las tribus dejaron de ser nómadas para cultivar sus productos y criar animales comestibles. Hacia el año 4000 a. C., con los asentamientos alrededor de los ríos Nilo, Éufrates e Indo, se inició la civilización con escritura y gobierno.

Hasta épocas relativamente recientes, bajo el término arquitecto se englobaba a la persona que dominaba los conocimientos arquitectónicos, 44

Seminario de Ingeniería Mecánica 45 Cuestionario Primer Parcial

estructurales, geológicos, hidráulicos necesarios para la construcción de las obras civiles, militares y máquinas de las distintas épocas; comulga con esta visión los 10 libros de Marco Vitrubio (siglo I a. C.) "De Architectura", en los que se tratan temas hoy día asociados a la moderna arquitectura, la ingeniería civil, militar y mecánica. Es tras el Renacimiento cuando el desarrollo del conocimiento y las nuevas demandas sociales obligan a la especialización de las ramas. 53. ¿Qué relación hay entre la cantidad de agua de nuestro planeta con el inicio de la ingeniería naval?

R/= El 71% de la superficie total del planeta esta cubierta por agua. Solamente el 29% de la superficie de la tierra es por la cual caminamos. Y a pesar de que al año se evaporen 128.000 Km3, este vapor se posteriormente se precipita en nuevas formas como lluvia o nieve, lo que al final de todo nos da que el 97.2% del agua del planeta proviene de los océanos. Partiendo de esto, es lógico decir que la ingeniería naval tenga un inicio anterior al de otras ramas de la ingeniería, por ejemplos, una de las primeras manifestaciones de la Ingeniería Naval esta en los veleros que se saben que se utilizaron en Egipto para la navegación del Rio Nilo. Como es lógico la relación que hay entre la cantidad de agua en el planeta con la ingeniería naval es total, si la mayor parte del planeta esta cubierta por mar, el hombre aplicando los conocimientos que poseía desarrolló el transporte marítimo dando origen a la Ingeniería Naval, como la madre del transporte marítimo.

54. ¿Qué ingenierías empezaron a florecen en el siglo XX?

R/= Se aplican los principios de Taylor en los esquemas de producción y con ello surge la ingeniería industrial. Surge la física cuántica y con ello la ingeniería nuclear se desarrolla y se aplica en la generación de energía y la elaboración de bombas. Al igual se da la consolidación de la Mecánica y de la Ingeniería Naval, y al surgimiento de la ingeniería Industrial se suma el

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Seminario de Ingeniería Mecánica 46 Cuestionario Primer Parcial

de la Ingeniería Química como unión de la química como ciencia y el proceso ingenieril.

55. ¿Cree que hay ingenierías más importantes que otras?

R/= Pienso que no hay ingenierías mas importantes que otras, todas son necesarias para salvaguardar la vida, la salud y el bienestar de la sociedad. La ingeniería esta basada en el conocimiento definido a partir de la educación y entrenamiento, por tal motivo cualquiera que sea la ingeniería es aceptado como invención en la sociedad, debido a que son muy amplias las ramas del conocimiento que estas han debido clasificarse para tener conocimientos tecnológicos fundamentales y más específicos, esto conlleva a plantear que si una ingeniería no toco temas en común con otra ingeniería no quiere decir que la primera sea menos importante que la segunda.

56. ¿Qué avances tuvieron las ingenierías a causa de la Revolución

Industrial?

R/= James Watt vio un diseño de la bomba de Newcombe le introdujo algunas modificaciones que hacían mas eficiente el ciclo de conversión de la fuerza de vapor en trabajo mecánico y en 1781 patento su primera maquina de vapor. La modificación esencial de Watt en el diseño de Newcombe fue mantener el cilindro muy caliente y el condensador frio; con esto se lograba una gran eficiencia en el ciclo de conversión de energía. Esta primera maquina sufrió numerosas modificaciones, a medida que se incorporaba a las industrias; en Inglaterra fue la fuente principal de potencia que usaron las industrias debido a la abundancia de carbón en la isla y a lo avanzado de su industria minera: Otras fuentes de energía tradicionales, como las de los molinos de vientos, intentaron resistirse al advenimiento del vapor, introduciendo mejoras tecnológicas en sus mecanismos para hacer mas eficiente la producción de energía basada en 46

Seminario de Ingeniería Mecánica 47 Cuestionario Primer Parcial

el viento. Aunque esto permitió alargarles su vida útil, a mediados del siglo XIX eran muy pocos los molinos que seguían funcionando en la mayor parte de Europa. La Revolución Industrial había dado a luz a una de las ingenierías que iban a cambiar la forma de vivir sobre la tierra: la ingeniería eléctrica. La tercera fuente de energía que ayudo a fortalecer la Revolución Industrial fue la derivada del uso del petróleo. Ni el vapor ni la energía eléctrica eran fuentes de energía adecuada para suministrar potencia en circunstancias especiales. El gran conocimiento adquirido sobre las leyes de la termodinámica y el saber que se tenía sobre combustible derivados del petróleo motivo la construcción de motores de combustión interna. Los alemanes Nikolaus Otto y Rudolf Diesel pusieron en práctica el trabajo de muchos científicos que sentaron la base científicas para este desarrollo tecnológico. De esta forma indirecta se dio vida a una de las ingenierías (la de petróleos) que en el siguiente siglo seria la base tecnológica de las empresas comerciales de mayores ingresos.

La necesidad de construir maquinas de todo tipo, derivada de las demandas de una sociedad en continuo desarrollo, dio impulso a varias ingenierías como la metalúrgica y la mecánica. El avance de nuevos procedimientos para producir acero, la posibilidad de usar minerales de hierro contaminados con fosforo a través de procesos de reducción nuevos permitió el acceso a las grandes minas de hierro en Europa. Similarmente, la necesidad de nuevos equipos originaron el desarrollo de maquinas herramientas como el torno, la fresadora, la prensa hidráulica, movidas por las nuevas fuentes de energía, con los niveles de exactitud indispensable para obtener la calidad que la nueva sociedad industrial demandaba. La ingeniería civil que se había estabilizado durante los últimos siglos, tomo un nuevo impulso con la llegada de nuevos materiales de construcción, explosivos (dinamita) y maquinas movidas por la fuerza del vapor capaces de realizar movimientos de tierra en proporciones inimaginables hasta entonces.

La ingeniería naval empleo la fuerza del vapor para mover los nuevos barcos, cada vez mas grandes y construido con nuevos materiales; ya no

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se recurría a la madera sino que los barcos empezaban a fabricarse de hierro y acero. Las técnicas de construcción ya no eran empíricas sino basada en sólidos principios respaldados tanto por los descubrimientos científicos como por la experiencia ganada a lo largo de muchos siglos. La industria textil se desarrollo debido al impulso que adquirió con la llegada de nuevas fuentes de energía para sus maquinas y a las innovaciones que en materia de maquinaria textil se lograron, especialmente en Europa. A mediados de siglo XIX nace en Filadelfia Frederick Taylor, quien se dedico a estudiar detenidamente la organización de las operaciones realizadas en las nuevas industrias de producción masiva surgidas a raíz de la revolución industrial. De estos estudios se derivan los principios de las modernas técnicas de producción. Sus estudios de tiempos y movimientos demostraron que es posible organizar científicamente para mejorar la productividad y disminuir la fatiga basándose en una descomposición de los procesos del trabajo en pequeñas tareas, cada una de las cuales puede optimizarse mediantes técnicas e incentivos a los obreros: Esta teoría (el taylorismo) dio origen a lo que hoy denominamos ingeniería industrial. La Revolución Industrial contribuyo enormemente al desarrollo de casi todas las ingenierías, generando las condiciones necesarias para que tecnología y ciencia avanzaran en forma mancomunad y produjera los efectos espectaculares en el siglo XX.

57. Elabore un ensayo sobre las aportaciones de los chinos al desarrollo de la ingeniería.

R/= Los aportes fundamentales de la civilización china a la ingeniería tienen sus inicios desde la construcción de La Gran Muralla China que consta de una longitud de un extremo a otro de aproximadamente 2240 Km.; sin embargo, hay más de 4080 Km. de muro en total. Casi toda la muralla tiene aproximadamente 10 m de altura, 8 m de espesor en la base, y se reduce hasta aproximadamente 5 m en la parte superior. A lo largo de esta parte corre un camino pavimentado.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 49 Cuestionario Primer Parcial

La muralla tiene 25000 torres en su parte principal y otras 15000 torres separadas de la muralla principal. Su altura no era suficiente para evitar que la escalaran los invasores, pero tenían que dejar sus caballos frente a la misma. Sin caballos, no podían hacer frente a los guardianes locales que iban montados, por lo que más frecuentemente, los invasores ya se sentían contentos de poder regresar hasta donde los esperaban sus monturas. China ha tenido canales desde hace miles de años. La mayoría de ellos tiene el tamaño adecuado para la irrigación, pero no para la navegación, además de que en ese tiempo no se conocían las esclusas. Sí utilizaban compuertas, pero tenían valor limitado. Después de 3000 años, la longitud del sistema de irrigación chino es de más de 320000 km. El canal más largo, el Yunho o Gran Canal, tiene 1920 Km. y corre desde Tientsin hasta Hangchow; su construcción requirió de mil años. Este es uno de esos ejemplos de determinación y paciencia orientales sin límite de tiempo. Los chinos fueron de los primeros constructores de puentes, con características únicas. Algunos de sus puentes más antiguos fueron de suspensión, con cables hechos de fibra de bambú, también lograron uno de los inventos más importante de todos los tiempos, el papel. Aproximadamente en el año 105, Tsai Lun escribió un informe a su emperador sobre un procedimiento para hacer papel, y se le reconoció el mérito. El bloque de grabado se usó posteriormente en el siglo X, en el reinado de Shu, para producir el primer papel moneda del mundo. Los chinos desarrollaron maquinaria que funcionaban a través de engranajes desde fechas muy antiguas. Algunos historiadores creen que hacia el año 400 A.C., había engranajes en China. Los chinos fueron los primeros en inventar mecanismos de escape para los relojes. Otro descubrimiento importante de los chinos fue la brújula, que rápidamente se extendió, para ser de uso común alrededor del año 1200.

58. Según su opinión, ¿Cuál es la aportación más significativa que los ingenieros han hechos en pro de la humanidad? Elabore un ensayo que apoye su punto de vista

R/=

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Seminario de Ingeniería Mecánica 50 Cuestionario Primer Parcial

LA RUEDA FUE Y SEGUIRA SIENDO EL INVENTO MAS ESPECTACULAR DE LA HISTORIA DE LA HUMANIDAD

La RUEDA es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje; puede ser considerada una máquina simple, y forma parte del conjunto denominado elementos de máquinas. Sin embargo esta pieza insignificante como muchas personas piensan ha permitido el desarrollo del ser humano a través de la historia y ha permitido que se elaboren trabajos de muchas tipos en los que se requiere el desplazamiento de materiales y maquinaria pesada. Para la construcción de las pirámides en Egipto era necesario mover las piedras, pero estas pesaban toneladas como era difícil que entre un grupo la desplazaran a través del suelo, entonces ese hizo necesario crear un modo de desplazar los bloques por medio de un mecanismo que giraba entorno su eje (la rueda). La rueda, o en su defecto, unos troncos que cumplieran un fin igual, junto a sistemas de palancas que permitieron ahorrar esfuerzos, cumplieron un papel fundamental para el transporte de estos bloques, y sin las cuales no se hubieran podido construir semejantes obras de ingeniería. Muchos de los objetos requieren ruedas entre estas están los famoso carros, aviones molinos de viento bicicleta los robots etc. Igualmente en la agricultura fue de gran utilidad, para aprovechar la fuerza animal en las labores de arado y con la construcción de ruedas hidráulicas, que aprovechaban la energía de las corrientes de los ríos para moler maíz y trigo. Ya en la Edad Media, la rueda se convirtió en la gran máquina de la época, usándose en los molinos harineros, aserradores, etc. Su papel también fue clave durante la revolución industrial, porque influyó en la producción de las fábricas y resultó esencial en la construcción de locomotoras y barcos a vapor, lo que revolucionó el transporte y acortó las distancias. No importa en que campo o en que época sea utilizada la rueda esta se ha convertido en una herramienta casi indispensable para el desarrollo de artefactos u objetos para el beneficio de la humanidad y estoy segura de que la rueda nunca ser reemplazada por otro invento al que se le parezca. La rueda siguió evolucionando hasta los engranajes, que convirtieron a la rueda en una especie de palanca que transmite su giro a otros engranes que se le

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Seminario de Ingeniería Mecánica 51 Cuestionario Primer Parcial

acoplan. Por todo esto, se considera a la rueda como el invento más importante de todos los tiempos por su simpleza y eficiencia.

59. Haga un dibujo a escala de la pirámide de Keops. Calcule la cantidad de piedra que se necesito para construirla. Exprese su respuesta en metros cúbicos y en toneladas.

R/= La Gran Pirámide, como se le conoce ahora tenía 230.4 m por lado en la base cuadrada y originalmente medía 146.3 m de altura. Contenía unos 2, 300,000 bloques de piedra, de cerca de 1.1 toneladas en promedio. La exactitud con que se orientó la base con respecto a la alineación norte-sur, este-oeste fue de aproximadamente de 6 minutos de arco de error máximo, en tanto que la base distaba de ser un cuadrado perfecto por menos de 17.78 cm. Teniendo en cuenta el conocimiento limitado de la geometría y la falta de instrumentos de ese tiempo, fue una proeza notable. Cabe destacar que el único mecanismo que conocían era la palanca, ni la polea ni el tornillo eran de su conocimiento previo. El caballo como bestia de tiro se vino a utilizar 1,300 años después. a: 230,4 h: 146,3 Masa bloque: 1,1 ton #bloques: 2300000 bloques

V Pirámide= (h*a2)/3

V Pirámide= [146,3m (230.4)2]/3=2588737.536 m3 Masa pirámide= # bloques * masa de cada bloque

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Seminario de Ingeniería Mecánica 52 Cuestionario Primer Parcial

60. Haga una lista de los logros más significativos en ciencia e ingeniería

que se ha tenido desde el año 1300 D.C.

R/= • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1532 Sistema circulatorio pulmonar; Miguel Servet; Español 1625 Transfusión de sangre; Jean-Baptiste Denis; Francés 1629 Turbina a vapor; Giovanni Branca; Italiano 1642 Máquina de sumar; Blaise Pascal; Francés 1650 Bomba de aire; Otto von Guericke; Alemán 1672 Máquina de calcular; Gottfried Wilhelm Leibniz; Alemán 1698 Bomba de vapor; Thomas Savery; Inglés 1705 Motor de vapor; Thomas Newcomen; Inglés 1764 Máquina de hilar; James Hargreaves; Británico 1768 Máquina de tejer; Richard Arkwright; Británico 1769 Motor de vapor (con condensador separado); James Watt; Escocés 1770 Automóvil; Nicholas Joseph Cugnot; Francés 1775 Submarino; David Bushnell; Estadounidense 1783 Globo aerostático; Joseph Michel Montgolfier y Jacques Étienne Montgolfier; Franceses 1784 Trilladora mecánica; Andrew Meikle; Británico 1785 Telar mecánico; Edmund Cartwright; Británico 1787 Barco de vapor; John Fitch; Estadounidense 1793 Desmotadora de algodón; Eli Whitney; Estadounidense 1796 Prensa hidráulica; Joseph Bramah; Inglés 1796 Vacuna contra la viruela; Edward Jenner; Británico 1798 Litografía; Aloys Senefelder; Alemán 1800 Batería eléctrica; Alessandro Volta; Italiano 52

Seminario de Ingeniería Mecánica 53 Cuestionario Primer Parcial

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1801 Telar de patrones; Joseph Marie Jacquard; Francés 1804 Propulsor de hélice; John Stevens; Estadounidense 1804 Cohete de carburante sólido; William Congreve; Británico 1804 Locomotora de vapor; Richard Trevithick; Británico 1810 Prensa de imprimir; Frederick Koenig; Alemán 1814 Locomotora ferroviaria; George Stephenson; Británico 1821 Motor eléctrico; Michael Faraday; Británico 1823 Electroimán; William Sturgeon; Británico 1824 Cemento portland; Joseph Aspdin; Británico 1829 Máquina de coser; Barthélemy Thimonnier; Francés 1831 Segadora; Cyrus Hall McCormick; Estadounidense 1831 Dinamo; Michael Faraday; Británico 1839 Bicicleta; Kirkpatrick MacMillan; Británico 1849 Hormigón armado; F.J. Monier; Francés 1849 Turbina de agua; James Bicheno Francis; Estadounidense 1852 Dirigible no rígido; Henri Giffard; Francés 1852 Giróscopo; Jean Bernard Léon Foucault, Francés 1859 Espectroscopio; Gustav Robert Kirchhoff y Robert Wilhelm Bunsen; Alemanes 1860 Motor de gas; Étienne Lenoir; Francés 1865 Cirugía antiséptica; Joseph Lister; Británico 1868 Máquina de escribir; Carlos Glidden y Christopher Latham Sholes; Estadounidenses 1876 Teléfono; Alexander Graham Bell; Estadounidense 1877 Motor de combustión interna (cuatro tiempos); Nikolaus August Otto; Alemán 1877 Gramófono (fonógrafo); Thomas Alva Edison; Estadounidense 1878 Tubo de rayos catódicos; Sir William Crookes; Británico 1879 Lámpara de hilo incandescente; Thomas Alva Edison, Estadounidense, y Sir Joseph Wilson Swan; Británico 1879 Motor de automóvil (dos tiempos); Karl Benz; Alemán 1885 Transformador de CA; William Stanley; Estadounidense 1887-1900 Morfología de las neuronas; Santiago Ramón y Cajal; Español 1892 Motor diesel; Rudolf Diesel; Alemán

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Seminario de Ingeniería Mecánica 54 Cuestionario Primer Parcial

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1893 Celda fotoeléctrica; Julius Elster y Hans F. Geitel; Alemanes 1895 Rayos X; Wilhelm Conrad Roentgen; Alemán 1895 Telegrafía sin hilos; Guglielmo Marconi; Italiano 1902 Radioteléfono; Valdemar Poulsen, Danés, y Reginald Aubrey Fessenden; Estadounidense 1903 Aeroplano; Wilbur Wright y Orville Wright; Estadounidenses 1904 Tubo rectificador de diodo (radio); John Ambrose Fleming; Británico 1911 Vitaminas; Casimir Funk; Polaco 1915 Arranque automático de automoción; Charles Franklin Kettering; Estadounidense 1921 Insulina; Frederick Grant Banting y Charles Herbert Best; Canadienses, y John James Rickard; Británico 1926 Cohete de carburante líquido; Robert Hutchings Goddard; Estadounidense 1928 Penicilina; Sir Alexander Fleming; Británico 1931 Analizador diferencial (computadora analógica); Vannevar Bush; Estadounidense 1935 Microscopio electrónico; Científicos alemanes 1939 Helicóptero; Igor Sikorski; Estadounidense 1941 Motor aeronáutico de turborreacción; Frank Whittle; Británico 1942 Reactor nuclear; Enrico Fermi; Estadounidense 1946 Computadora digital electrónica; John Presper Eckert, Jr. y John W. Mauchly; Estadounidenses 1948 Transistor; John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Shockley; Estadounidenses 1949 Avión a chorro (estatorreactor); René Leduc; Francés 1950 Televisión en color; Peter Carl Goldmark; Estadounidense 1952 Cámara de burbujas (detector de partículas nucleares); Donald Arthur Glaser; Estadounidense 1954 Batería solar; Científicos de Bell Telephone Laboratory; Estadounidenses 1954 Vacuna contra la poliomielitis; Jonas Salk; Estadounidense 1956 Primer prototipo de motor rotatorio; Felix Wankel; Alemán 1957 Satélite terrestre artificial; Científicos del gobierno de la URSS

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Seminario de Ingeniería Mecánica 55 Cuestionario Primer Parcial

• • • • • • • • • •

• •

• • • • • •

•

1958 Satélite de comunicaciones; Científicos del gobierno de EEUU 1959 Circuitos integrados; Jack Kilby y Robert Noyce; Estadounidenses 1960 Láser; Charles Hard Townes, Arthur L. Schawlow y Gordon Gould; Estadounidenses0 1960 Píldora anticonceptiva; Gregory Pincus, John Rock y Minchueh Chang; Estadounidenses 1962 Diodo emisor de luz (LED); Nick Holonyak, Jr.; Estadounidense 1964 Pantalla de cristal líquido; George Heilmeier; Estadounidense 1966 Corazón artificial (ventrículo izquierdo); Michael Ellis DeBakey; Estadounidense 1967 Trasplante de corazón humano; Christian Neethling Barnard; Surafricano 1971 Microprocesador; Ted Hoff; Estadounidense 1971 Generación de imágenes por resonancia magnética nuclear; Raymond Damadian;Estadounidense 1972 Calculadora electrónica de bolsillo; J.S. Kilby y J.D. Merryman; Estadounidenses 1972 Primer generador de energía magnetohidrodinámico; Científicos del gobierno de laURSS 1973 Laboratorio espacial orbital Skylab; Científicos del gobierno de EEUU 1974 ADN recombinante (ingeniería genética); Científicos estadounidenses 1975 TAC (tomografía axial computarizada); Godfrey N. Hounsfield; Británico 1975 Fibra óptica; Bell Laboratories; EEUU 1976 Supercomputadora; J.H. Van Tassel y Seymour Cray; Estadounidenses 1978 Síntesis de los genes de la insulina humana; Roberto Crea, Tadaaki Hirose, Adam Kraszewski y Keiichi Itakura; Estadounidenses 1978 Trasplante de genes entre mamíferos; Paul Berg, Richard Mulligan y Bruce Howard;Estadounidenses

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Seminario de Ingeniería Mecánica 56 Cuestionario Primer Parcial

• •

• • •

1978 Vacuna sintética contra la malaria; Manuel Patarroyo; Colombiano 1979 Reparación de defectos genéticos en células de ratón mediante técnicas de ADN recombinante y micromanipulación; W. Francés Anderson y colegas Estadounidenses 1981 Microscopio de túnel de barrido; Gerd Binnig, Alemán, y Heinrich Rohrer Suizo 1986 Superconductores hipertérmicos; J. Georg Bednorz Karl A. Müller; Alemán Suizo 1994 Pruebas de la existencia del quark top; Fermi National Accelerator Laboratory, Illinois (Fermilab); EEUU

61. Escriba una biografía breve de uno de los siguientes científicos e ingenieros: Thomas A. Edison

R/= Thomas A. Edison

(Milan, 1847 - West Orange, 1931) Inventor norteamericano, el más genial de la era moderna. Su madre logró despertar la inteligencia del joven Edison, que era alérgico a la monotonía de la escuela. El milagro se produjo tras la lectura de un libro que ella le proporcionó titulado Escuela de Filosofía Natural, tal fue su fascinación que quiso realizar por sí mismo todos los experimentos y comprobar todas las teorías que contenía. Ayudado por su madre, instaló en el sótano de su casa un pequeño laboratorio convencido de que iba a ser inventor. Edison llegó vender periódicos en un tren. Compraba con el dinero que se ganaba de la venta delos periódicos revistas científicas, libros y aparatos. Aprendió a telegrafiar y, tras conseguir a bajo precio y de segunda mano una prensa de imprimir, comenzó a publicar un periódico por su cuenta, el Weekly Herald. Fue telegrafista. Perfeccionó el telégrafo automático, inventó un aparato para transmitir las oscilaciones de los valores bursátiles, colaboró en la construcción de la primera máquina de escribir y dio aplicación práctica al teléfono mediante la adopción del micrófono de carbón. Acto seguido formó una sociedad y se puso a trabajar. Edison inventó el fonógrafo

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Seminario de Ingeniería Mecánica 57 Cuestionario Primer Parcial

En abril de 1879, Edison abordó las investigaciones sobre la luz eléctrica. La competencia era muy enconada y varios laboratorios habían patentado ya sus lámparas. El problema consistía en encontrar un material capaz de mantener una bombilla encendida largo tiempo. Después de probar diversos elementos con resultados negativos, Edison encontró por fin el filamento de bambú carbonizado. Inmediatamente adquirió grandes cantidades de bambú y, haciendo gala de su pragmatismo, instaló un taller para fabricar él mismo las bombillas. Luego, para demostrar que el alumbrado eléctrico era más económico que el de gas, empezó a vender sus lámparas a cuarenta centavos, aunque a él fabricarlas le costase más de un dólar; su objetivo era hacer que aumentase la demanda para poder producirlas en grandes cantidades y rebajar los costes por unidad. En poco tiempo consiguió que cada bombilla le costase treinta y siete centavos: el negocio empezó a marchar como la seda. Su fama se propagó por el mundo a medida que la luz eléctrica se imponía. En 1927 fue nombrado miembro de la National Academy of Sciences y al año siguiente el presidente Coolidge le hizo entrega de una medalla de oro que para él había hecho grabar el Congreso. Tenía ochenta y cuatro años cuando un ataque de uremia abatió sus últimas energías.

62. Elabore un ensayo sobre el desarrollo de las fuentes de energía desde el nacimiento de la civilización hasta nuestros días. Analice la importancia que tuvieron estos avances en el bienestar físico y material de la humanidad.

R/=

FUENTES DE ENERGIA DESDE EL INICIO DE LA CIVILIZACION El ser humano desde sus primeros pasos en la tierra, y a lo largo de la historia, ha sido un buscador de formas de generación de esa energía necesaria y facilitadora de una vida más agradable. Gracias al uso y conocimiento de las formas de

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Seminario de Ingeniería Mecánica 58 Cuestionario Primer Parcial

energía ha sido capaz de cubrir necesidades básicas: luz, calor, movimiento, fuerza, y alcanzar una vida más cómoda y saludable. La necesidad de energía se da desde el comienzo de la vida misma. Hasta el descubrimiento del fuego,, observaron que para mantenerlo encendido había que echar leña, esto permitió controlar el fuego, y además tenían energía para estar siempre calientes, para calentar la comida, fabricar mejores armas o asustar a las bestias No obstante no sabían obtener trabajo del fuego y no sería hasta el siglo XVIII cuando se descubriría cómo obtener trabajo a partir del calor (con la máquina de vapor) y para hacerse el trabajo más fácil, domesticaron animales: animales de granja, para evitar tener que cazar cada vez que quisieran comer, y animales de carga para que les ayudaran con su trabajo. Y estas fuentes de energía renovables fueron las únicas que se usaban mayoritariamente de cuando datan las primeras explotaciones industriales de carbón por su elevado poder calorífico y para fabricar mejores metales. La introducción del ladrillo refractario y su uso en chimeneas convierten al carbón en el combustible por excelencia del siglo XVIII. La revolución industrial, la máquina de vapor y la producción de acero consolidan al carbón como principal fuente de energía. Con la II Guerra Mundial comienza un paulatino desplazamiento del carbón por otras fuentes energéticas, principalmente petróleo y gas natural. Hasta la década del 70, el mundo basa su desarrollo industrial en los hidrocarburos, donde el carbón es relegado a la fabricación de coque para la industria del acero y como fuente en algunas plantas de generación eléctrica. Con la búsqueda de mejores fuentes aparece el petróleo desde entonces ha crecido exponencialmente la demanda de petróleo así como su uso en otras aplicaciones (combustible para vehículos agrarios, trenes y aviones, plásticos, producción de electricidad) Hasta entonces el petróleo era considerado el único objeto de interés, y el gas natural que le acompañaba era quemado o reinyectado en los pozos para mantener la presión de extracción del petróleo. Entonces los grandes descubrimientos y la explotación de importantes yacimientos en diversas partes del mundo, especialmente en Europa Occidental y Rusia, así como en el norte de África, dan progresivamente una auténtica dimensión mundial a la industria del gas. En cuanto a las nuevas energías: Tenemos la solar fotovoltaica, la geotérmica, la mareomotriz. Por último a través de la historia los diferentes procesos para la producción de energía han llevado siempre el mismo propósito, la de satisfacer las necesidades del hombre para poder mejorar su calidad de vida de cada una de las personas. Y aunque no se ha podido alcanzar la perfección la idea es que las consecuencias de la producción de energía no afecten al medio ambiente y no atenten con la salud de los seres vivos.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 59 Cuestionario Primer Parcial

63. ¿Cuál de las ramas principales de la ingeniería es la más adecuada

para efectuar cada una de las siguientes actividades o funciones? a. Probar

la efectividad de estructuras geotextiles pavimentación de carreteras. R/= Ingeniería civil.

para

b. Diseñar el equipo y los procesos para la manufactura de

pinturas. R/= Ingeniería Mecánica

64. ¿Qué nuevas ramas de la ingeniería se imagina que existirán en el curso de su carrera? ¿Cómo se prepararía un joven ingeniero para alguna de esas nuevas disciplinas?

R/= En el actual proceso de globalización, la sociedad necesita ingenieros más especializados, para así suplir las necesidades modernas, por ejemplo una de las nuevas ramas de la ingeniería que podría surgir serian: La ingeniería plasmática, actualmente el laboratorio de física de plasma de Princeton del departamento de Energía de UE comenzó la construcción de una maquina llamada Stellarator Compacto, para generar campos magnéticos lo suficientemente potentes como para manejar la actividad termonuclear al trabajar con plasma, se busca, aunque apenas es un proyecto, y la esperanza de utilizar energía plasma un esta lejana, se va haciendo la hora encontrar ingenieros capaces de saber asumir los retos que esto implica y más eso dar soluciones a los problemas de este tipo de energía, para así lograr tener en nuestras manos el poder de una estrella antes de los que esperamos. Ingeniería de transporte, con la creciente demanda de transporte tanto publico como de mercancías, se hace necesario ingenieros que se encuentren preparados para asumir esos retos, a nivel empresarial, la velocidad, cantidad y eficiencia con que se traslade la materia prima y la mercancía es fundamental, y para esto se

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Seminario de Ingeniería Mecánica 60 Cuestionario Primer Parcial

necesita la generación de nuevas maquinas y métodos que solo alguien muy bien preparado en le tema pueda lograr. Ingeniería Telemática, Debido a la gran demanda de información y la rapidez de los medios de comunicación, hizo que la comunicación y la informática se fusionaran exigiendo personal capaz de manejar y mejorar los servicios presentados al publico y a las empresas. Un joven ingeniero debe prepararse en la parte psicológica para emprender y manejar tantas situaciones que se presentan, hoy en día hay que empaparse de conocimientos de todas las áreas para obtener la destreza necesaria para la labor.

65. Para cada uno de los siguientes problemas o situaciones, haga una lista de planteamientos o soluciones creativas.

a. ¿Cómo medir la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro?

R/= El Barómetro es un instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera, es decir, el peso que ejerce el aire sobre la tierra. La presión se mide normalmente en atmósferas, que equivalen a 101325 Pascales. La presión baja desde su valor de 101325 Pa al nivel del mar hasta unos 2350 Pa a 10700m.

La presión atmosférica desciende a medida que aumenta la altura, aproximadamente 1hpc cada 27ft. Entonces para medir la altura de un edificio se debe medir la presión atmosférica en el primer piso y en el último piso.

1. Mides la longitud de la sombra del edificio y la longitud de la sombra del barómetro. Mides la altura del barómetro y planteas una regla de tres. 60

Seminario de Ingeniería Mecánica 61 Cuestionario Primer Parcial

2. Subes a la azotea del edificio y tiras el barómetro. Conocida la aceleración de la gravedad y el tiempo que tarda el barómetro en estrellarse contra el suelo, puedes deducir por una sencilla fórmula la altura del edificio. 3. Subes a la azotea del edificio y cuelgas el barómetro de una cuerda; lo vas bajando hasta que este muy cerca del suelo; haces una marca, subes el barómetro, y entonces mides la longitud de la cuerda. Usas el barómetro para marcar la posición de la sombra del edificio, mides cuanto se ha movido en diez minutos, y conociendo la latitud de la ciudad y la fecha puedes usar un almanaque astronómico para calcular la altura del edificio

b. ¿Cómo reducir el número de robos de bicicletas en los terrenos de

una universidad?

R/= 

Colocar personal autorizado de vigilancia del sector.



Diseñar un dispositivo el cual haga las veces de un candado, este candado para poder ser abierto requiere reconocer una señal infrarroja la cual posee un único código, este código solo lo puede tener el dueño de la bicicleta de modo que mas nadie debe tener acceso al código y mucho menos poder abrir el “candado”



Asignar un lugar en el que se coloque a una persona se haga carga y se le remunere por su servicio, esta persona será la encargada de recibir la bicicleta y de inmediato darle a su dueño y código con el cual este pueda ir a sacarla luego de haberla dejado guardada.

c. ¿Cómo controlar la plaga de ratas en un área pobre?

R/= Para eliminar las ratas en un área pobre es necesario iniciar un campaña de saneamiento en el que se emplee la fumigación por parte

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Seminario de Ingeniería Mecánica 62 Cuestionario Primer Parcial

de la alcaldía de el lugar, además de limitar los espacios alrededor de el nido de dichas ratas para que estas no emigren hacia otro lugar y puedan ser erradicas de un todo. Otro solución podría ser el constante aseo del lugar para evitar que e formen o generen nuevos nidos de ratas e implementar los gatos como medios para evitar que la tasa de natalidad de las ratas aumente.

66. Escriba un informe en el que compare el método científico y el método de ingeniería para resolver problemas.

R/= Método científico

Por proceso o "método científico" se entiende aquellas prácticas utilizadas y ratificadas por la comunidad científica como válidas a la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los fenómenos que observamos, pueden apoyarse o no en experimentos que certifiquen su validez. Sin embargo, hay que dejar claro que el mero uso de metodologías experimentales, no es necesariamente sinónimo del uso del método científico, o su realización al 100%. Por ello, Francis Bacon definió el método científico de la siguiente manera:

1. Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno, para estudiarlos tal como se presentan en realidad. 2. Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas. 3. Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico. 4. Probar la hipótesis por experimentación.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 63 Cuestionario Primer Parcial

5. Demostración o refutación (antítesis) de la hipótesis. 6. Tesis o teoría científica (conclusiones).

Así queda definido el método científico tal y como es normalmente entendido, es decir, la representación social dominante del mismo. Esta definición se corresponde sin embargo únicamente a la visión de la ciencia denominada positivismo en su versión más primitiva. Empero, es evidente que la exigencia de la experimentación es imposible de aplicar a áreas de conocimiento como la vulcanología, la astronomía, la física teórica, etcétera. En tales casos, es suficiente la observación de los fenómenos producidos naturalmente, en los que el método científico se utiliza en el estudio (directo o indirecto) a partir de modelos más pequeños, o a partes de este.

Así, por método o proceso científico se entiende aquellas prácticas utilizadas y ratificadas por la comunidad científica como válidas a la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los fenómenos que observamos, pueden apoyarse o no en experimentos que certifiquen su validez. Método de Ingeniería La naturaleza de los problemas que deben resolver los ingenieros varían tanto de una rama a otra de la ingeniería como al interior de cada una de ellas. De hecho, u ingeniero puede enfrentar varios problemas en el curso de las actividades de su trabajo cotidiano. Debido a la variabilidad de los diseños de ingeniería, no existe un procedimiento definitivo o una lista de pasos que se ajusten siempre a los problemas de ingeniería inmediatos. Sin embargo, los ingenieros tienden a tratar los problemas de una manera especial. Desde luego que el método de ingeniería para abordar los problemas y resolverlos difiere mucho del que usa la mayoría del resto de los profesionistas. Los ingenieros están entrenados para pensar en términos analíticos y objetivos y abordar los problemas en forma metódica y sistemática.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 64 Cuestionario Primer Parcial

Varios autores de ingeniería han establecido una lista de pasos o fases que comprenden el “Método de diseño de ingeniería”. Comúnmente la lista incluye: 1. La identificación del problema. 2. La recopilación de la información necesaria. 3. La búsqueda de soluciones creativas. 4. El paso de las ideas a los diseños preliminares (incluyendo el modelado) 5. La evaluación y la selección de la solución referente. 6. La preparación de informes, anteproyectos y especificaciones. 7. Implementación del diseño.

Al describir estos pasos, es importante tener presente que en muchos casos uno o mas de los pasos podrían no aparecer. En otros casos, quizás sea necesario repetir el protocolo completo varias veces, en un intento de converger a una solución deseada.

67. Haga un informe en el que describa la técnica Delphi para desarrollar

ideas que contribuyan a la resolución de problemas. Describa los fundamentos del desarrollo de la técnica. ¿En que difiere de la lluvia de ideas? Indique como puede usarse para facilitar la solución de los problemas de la ingeniería.

R/= La técnica Delphi se define como un método de estructuración de un proceso de comunicación grupal que es efectivo a la hora de permitir a un grupo de individuos, como un todo, tratar un problema complejo.

Una Delphi consiste en la selección de un grupo de expertos a los que se les pregunta su opinión sobre cuestiones referidas a acontecimientos del 64

Seminario de Ingeniería Mecánica 65 Cuestionario Primer Parcial

futuro. Las estimaciones de los expertos se realizan en sucesivas rondas, anónimas, al objeto de tratar de conseguir consenso, pero con la máxima autonomía por parte de los participantes.

Por lo tanto, la capacidad de predicción de la Delphi se basa en la utilización sistemática de un juicio intuitivo emitido por un grupo de expertos.

Es decir, el método Delphi procede por medio de la interrogación a expertos con la ayuda de cuestionarios sucesivos, a fin de poner de manifiesto convergencias de opiniones y deducir eventuales consensos. La encuesta se lleva a cabo de una manera anónima (actualmente es habitual realizarla haciendo uso del correo electrónico o mediante cuestionarios web establecidos al efecto) para evitar los efectos de "líderes". El objetivo de los cuestionarios sucesivos, es "disminuir el espacio intercuartil precisando la mediana".

Las preguntas se refieren, por ejemplo, a las probabilidades de realización de hipótesis o de acontecimientos con relación al tema de estudio (que en nuestro caso sería el desarrollo futuro del sector que estamos analizando). La calidad de los resultados depende, sobre todo, del cuidado que se ponga en la elaboración del cuestionario y en la elección de los expertos consultados.

Por lo tanto, en su conjunto el método Delphi permitirá prever las transformaciones más importantes que puedan producirse en el fenómeno analizado en el transcurso de los próximos años.

Metodología •Revisiones bibliográficas y entrevistas a expertos sobre el pasado, presente y futuro de aspectos críticos seleccionados;

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Seminario de Ingeniería Mecánica 66 Cuestionario Primer Parcial

•Trabajo en equipo; •Lluvia de ideas y “brainwriting”. •Análisis sistémicos de las cadenas productivas y de sistemas socioeconómicos. •Construcción de modelos; •Matriz de impactos cruzados. •Identificación de variables críticas de desempeño, fuerzas/ influencias impulsoras y restrictivas;

La diferencia entre la lluvia de ideas y la técnica Delphi, es que en la Delphi son un conjunto de ideas de expertos en el tema para llegar a una solución, en cambio en la lluvia de ideas no es necesario que sean expertos y además que en esta se aceptan ideas descabelladas, ya que esta busca la cantidad mas no la calidad, lo cual por esa parte es totalmente lo contrario que la técnica Delphi. Esta técnica es excelente para resolver problemas de ingeniería ya que en este va haber un conjunto de ideas por parte de experto (que en este caso serian los ingenieros) para resolver problemas de ingeniería.

68. Prepare un problema para desarrollar:

a. Un dispositivo para medir la distancia que recorre un

corredor.

R/= Tomar como patrón el recorrido que hace el corredor por cada paso que de es decir, que el dispositivo analice la distancia de cada paso ya sea largo o corto y sumarlas, hasta le momento en el que el corredor lo desee. 66

Seminario de Ingeniería Mecánica 67 Cuestionario Primer Parcial

69. De dos tipos de problemas que puedan modelarse adecuadamente mediante:

a. Modelos matemáticos.

-La energía que contiene la materia: E = mc2 -La velocidad de propagación del sonido en el aire: v = 331 m/s + (0,6 m/soC)*T b. Modelos de simulación.

-Los efectos de un terremoto en la estructura de un edificio que será construido. -Los daños producidos por un huracán que azote la costa de un país. c. Modelos físicos.

-El comportamiento de un avión en medio de una turbulencia. -La presión ejercida por el agua sobre un submarino a grandes profundidades

70. Busque las referencias técnicas apropiadas con que pueda escribir una bibliografía para un artículo técnico sobre uno de los temas siguientes: a. Diseños de terminales para tanques de petróleo en mar abierto.

b. Uso de geofibras en pavimentación de autopista.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 68 Cuestionario Primer Parcial

http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_4123.pdf

c. El papel de la robótica en la productividad. World Robotics 1998. United Nations and International Federation of Robotics (IFR). New York and Geneva, 1998. 299 pp, ISBN 92-1100791-7. Proceedings 1997 IEEE International Conference on Robotics and Automation. IEEE Press, 1997. 3,876 pp, ISBN 0-7803-3612-7. Proceedings 1998 IEEE International Conference on Robotics and Automation. IEEE Press, 1998. 4,008 pp, ISBN 0-7803-4758-7 (CDROM) 0-7803-4300-X (paper). Proceedings 28th International Symposium on Industrial Robots (ISIR). Detroit, 1997, pp, ISBN. Proceedings 28th International Symposium on Industrial Robots (ISIR). Birmingham, 1998, pp, ISBN. d. Desarrollos recientes en microprocesadores

http://www.mitecnologico.com/mecatronica/Main/DesarrolloYClasifica cionDeLosMicroprocesadores

71. Escriba un memorando para una de la situación siguiente: a. Usted es el ingeniero en jefe de una empresa de consultoría ingenieril. Desea comunicar a sus jefes de departamento una nueva política que requiere el registro de los viajes hechos por los vehículos de la empresa.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 69 Cuestionario Primer Parcial

ASOGONZÁLEZ Barranquilla, Atlántico Vía 40 Sección 15

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Seminario de Ingeniería Mecánica 70 Cuestionario Primer Parcial

MEMORANDO

07-271

Barranquilla, Atlántico 01 de abril de 2009

PARA:

Jefes de departamento

DE:

Ingeniero Jefe

ASUNTO:

Relación Nuevas Políticas

Por medio de la cual me perito explicar las nuevas políticas de la compañía en cuanto la necesidad crear un nuevo registro que se refiere a los viajes realizados por la empresa. La información correspondiente a los nuevos criterios para la creación de este nuevo registro estará disponible en la vallas informativas de cada jefe de departamento; todo esto con el fin de llevar un mejor proceso de calidad en la velocidad con que implementemos nuevas políticas.

Agradecemos la atención y acatamiento a la presente.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 71 Cuestionario Primer Parcial

LIZ G

72. Lea un artículo de una revista técnica sobre la rama de la ingeniería que haya escogido. Prepare un resumen descriptivo y uno informativo del artículo.

El hidrógeno se abre paso firmemente como sustituto del petróleo Resumen informativo: El último prototipo de la General Motors, el 'Sequel', puede recorrer 500 kms. sin necesidad de tanquear, y acelera de 0 a 100 km. en 10 segundos. Ya el año pasado otro prototipo de carro de la misma compañía, el 'Zafira HydroGen3', había atravesado Europa de Noruega a Portugal (10.000 kilómetros, 14 países) para demostrar que esta tecnología es perfectamente viable: el auto acelera de 0 a 100 kilómetros por hora en 16 segundos, alcanza velocidades de 160 km/h y puede recorrer hasta 400 kilómetros sin cargar combustible. Según el comisario europeo de Investigación, Janek Potocnik, el uso del hidrógeno sufrirá una gran expansión dentro de la Unión Europea en los próximos años y la comercialización a gran escala de los vehículos empezará a sentirse con fuerza a partir del año 2020. Y es que según la misma fuente, para el año 2030, el número de vehículos que utilizaría esta tecnología superaría los 40 millones en la UE. Pero aún faltan obstáculos por vencer. Sáez advierte que el principal es el círculo vicioso que se genera con las nuevas tecnologías: los primeros prototipos son costosos, y ese precio elevado evita la masificación que a su vez es necesaria para abaratar los costos. Por lo cual reclama: "es claro que la industria necesita el apoyo de los gobiernos para poder lanzar la era del hidrogeno. Aún así, creo que esta nueva era es un hecho". Resumen descriptivo: Cada uno funciona gracias a una batería capaz de obtener energía eléctrica mediante la combinación del hidrógeno almacenado en tanques en el carro y del oxígeno del medio ambiente. Esa pila de combustible luego alimenta el motor eléctrico.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 72 Cuestionario Primer Parcial

El único residuo que generan estas baterías es vapor de agua, es decir, que se trata de una tecnología cero contaminante. Algo que reduciría de forma dramática las emisiones de gases causantes del efecto invernadero y mejoraría sensiblemente la calidad del aire en las ciudades. A la vez que liberaría al mundo de la dependencia del contaminante y cada vez más escaso petróleo, pues el hidrógeno, aunque no se encuentra libre en la naturaleza, se puede producir de forma ilimitada.

73. Redondee cada una de las siguientes respuestas de modo que queden con el número apropiado de cifras significativas: a. 27.0+0.322= 27.322 b. 36.7/0.021= 1747.619 c. 6.36 x 21.03= 133.75 d. 7.9 + 4.31 + 6.444 = 18.7

74. Exprese los números siguientes en notación científica.

a. 0.0033= 3.3. x 10-3 b. 43561.7=4.3561 x 104 c. 0.725300 = 7,253. x 10-1 d. diez trillones=10 x 1018

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Seminario de Ingeniería Mecánica 73 Cuestionario Primer Parcial

75. Los datos que se presentan a continuación muestran el aumento de la resistencia. S, con el tiempo t. Desarrolle una relación entre resistencia (variable dependiente) y tiempo (variable independiente). a. por el método de promedios.

Tiempo, t, años 0 1 2 3 4 5

Resistencia, s, psi 615 650 675 720 765 790

R/= ∑x = 15 ; ∑y = 4215 ; ∑xy = 11170 ; ∑x2 = 55 Ecuaciones: 1) ∑y - m∑x – nb = 0 2) ∑xy - m∑x2 – b∑x = 0 Reemplazo: 1) 4215 – 15m – 6b = 0 2) 11170 – 55m – 15b = 0 Multiplico la ecuación 1) por -5 y la ecuación 2) por 2 y las sumo algebraicamente: -21075 + 75m + 30b = 0 22340 - 110m - 30b = 0 1265 - 35m

=0

m = 1265 / 35 m = 36,1

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Seminario de Ingeniería Mecánica 74 Cuestionario Primer Parcial

De la ecuación 1): 4215 – 15(36,1) – 6b = 0 6b = 3673,5 b = 3673,5 / 6 b = 612,2 El modelo de mínimos cuadrados es: y = mx + b Entonces, y = 36,1x + 612,2

76. Haga el diagrama de cuerpo libre de las siguientes figuras.

Fig. 1

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Seminario de Ingeniería Mecánica 75 Cuestionario Primer Parcial

Fig. 2

77. Calcule la corriente en el siguiente circuito.

R/= Rt = 1/200Ώ +1/50Ώ

Rt = 50+200/1000 Ώ

Rt = 25 x 10-3 Ώ

Rt = 250/1000 Ώ

La resistencia que se encuentra en los terminales a y b es de 25 x 10-3 Ώ

78. Convierta los siguientes números binarios (base 2) a base 10. a.

(1011)= (1*8)+(0*4)+(1*2)+(1*1)= 8+0+2+1 = 11

b. (1111)2= [(1*8)+(1*4)+(1*2)+(1*1)] 2 = 152 = 225 c. (10011)2= [(1*16)+(0*8)+(0*4)+(1*2)+(1*1)] 2 = 192 = 361 75

Seminario de Ingeniería Mecánica 76 Cuestionario Primer Parcial d. (11011110)=[(1*64)+(1*32)+(0*16)+(1*8)+(1*4)+(1*2)+(1*0)]=64+32+8+

4+2 = 110

79. Analice la cuestión siguiente a. ¿En que forma contribuyeron las presiones institucionales a acelerar el proceso y correr riesgos innecesarios con el transbordador y sus ocupantes?

R/= En este caso fue porque el Centro de Vuelos Espaciales Marshall presionó a la administración del contratista del SRB a cambiar su posición y recomendar el lanzamiento del 51-L e ir en contra de las opiniones de los ingenieros, con el fin de complacer a un cliente importante.

80. Haga un informe que describa los sucesos que se dieron después del accidente del transbordador espacial Challenger. Conteste las siguientes preguntas: ¿Cuál fue la reacción de la reacción de la administración ante el informe de la comisión? ¿Qué efectos tuvo el accidente en la NASA, en el Contratista del cohete propulsor y en los planes futuros para los vuelos espaciales?

R/= El presidente Ronald Reagan, con el fin de asegurar una investigación del accidente del Challenger, anunció el 3 de febrero de 1986 la formación de la comisión sobre el accidente.

El 6 de febrero se prestó juramento ante William Rogers, presidente de la comisión. Inmediatamente los miembros de esta comenzaron una serie de audiencias en las cuales los oficiales de la NASA describieron los procedimientos del organismo que cubrían el programa del trasbordador y el estado de investigación de la NASA sobre el accidente.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 77 Cuestionario Primer Parcial

El 10 de febrero, el doctor Alton G: Keel Jr, director asociado de la oficina de administración y presupuesto, fue nombrado director ejecutivo. Comenzó por reunir un personal de 15 investigadores experimentados de distintos departamentos gubernamentales y de servicio militar. Durante una sesión a puerta cerrada la comisión empezó a conocer la historia de las juntas y sellos del motor del cohete sólido.

El 13 de febrero se realizó una sesión en la que se mostraron videos y datos telemétricos relacionados con el accidente.

El 14 de febrero asistieron a una sesión los participantes de la NASA y los contratistas implicados en la discusión del 27 de enero de 1986. Se acordó una sesión ejecutiva de la comisión.

El 15 de febrero hubo una declaración del presidente donde se refleja la conclusión de la comisión; esta continuaría la investigación y daría un informe completo al presidente en 120 días.

La comisión concluyó que la causa del accidente del Challenger fue la falla del sello de la junta de popa del motor del cohete propulsor derecho. Esto se debió a un diseño deficiente, vulnerable a varios factores como la temperatura, el efecto de reutilización, los materiales, y otros. Además concluyó que hubo una seria omisión en el proceso de toma de decisiones que llevó al lanzamiento del Challenger. Como miembros de la comisión presidencial figuraban, entre otros, Neil Armstrong, la doctora Sally K. Ride, primera mujer estadounidense en el espacio, y el General de Brigada Charles Yeager, primero en romper la barrera del sonido.

El accidente del trasbordador Challenger ha sido uno de los desastres ingenieriles más dramáticos en la historia de la NASA y del siglo XX, hubo pérdidas humanas por primera vez en la carrera espacial y decayó la imagen de la NASA como organización enteramente profesional e infalible. El Contratista también contribuyó al desastre y se tomaron las medidas 77

Seminario de Ingeniería Mecánica 78 Cuestionario Primer Parcial

adecuadas con sus ingenieros. De allí en adelante la NASA ha intensificado la seguridad, el proceso de revisión de aptitud, la formación ética de sus ingenieros y las precauciones antes de un lanzamiento, pues, pasó algún tiempo antes de volver a intentarlo después de la catástrofe del Challenger.

81. Prepare un diagrama de “árbol genealógico” en donde se ilustre la

evolución de la profesión de la ingeniería y el inicio de sus diferentes especialidades. Indique aproximadamente las fechas en que cada una de las ramas comenzó a ser una disciplina identificable.

INGENRIA

CIVILIZACIO NES ANTIGUAS

MESOPOTAMI

EGIPC

GRIEG

2000

3000

600A.

El titulo de ingeniero se utilizó por primera vez en los año 1000 y 1200 después de Cristo

78

ROMAN

525A.

Seminario de Ingeniería Mecánica 79 Cuestionario Primer Parcial

Ing.

Ing.

Ing.

Ing.

Ing.

Ing.Petroler

Ing. Civil

Ing.

Ing.

82. Analice las consideraciones éticas implicadas en la situación siguiente: a. El vicepresidente de una empresa de consultores en ingeniería trabaja como miembro del Consejo municipal sobre aguas contaminadas. El ingeniero Abel, que no esta asociado con la firma ni con el Consejo, se entera de que la firma consultora ha aceptado un contrato por servicios de ingeniería que le ofrece el Consejo, lo que constituye una evidente violación a la ética. ¿Qué debe hacer Abel?

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Seminario de Ingeniería Mecánica 80 Cuestionario Primer Parcial

R/= Evidentemente se esta cometiendo una violación a la ética ingenieril, ya que la contratación de la firma consultara de ingeniería esta sometida a que el vicepresidente de la firma es miembro del Consejo Municipal. Abel debería exponer su caso ante las autoridades competentes para que tomen cartas en el asunto, ya que se esta monopolizando el trabajo, no se le está dando la oportunidad a otra persona para que también puedan laboral y en parte es tipo de manera de hacer competencia desleal por que por parte del Consejo no se esta sometiendo a un estricto juicio el contrato, y que en realidad la empresa que se quede con ese contrato sea por meritos propios.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 81 Cuestionario Primer Parcial

CONCLUSION

La ingeniería como hemos visto no se creo por una sola mente, el desarrollo y las características de cada una de las ramas de la ingeniería se adquirieron y se hicieron generales a medida que la humanidad ha evolucionado. La ingeniería se ha desarrollado como arte practico y como sentido amplio, sus raíces pueden remontarse hasta el nacimiento de la civilización misma. Así como nuestros antepasados intentaron controlar y utilizar los materiales para su beneficio a lo largo de la historia, los nuevos ingenieros se asemejan en la teoría pues necesitan resolver de alguna manera alguna interrogante que amerite un estudio. A medida que la ingeniería progresaba brindo a la sociedad soluciones beneficios inventos que permitieron que esta alcanzara cierto nivel de conocimiento. El desarrollo de la ingeniería contribuyó y aun contribuye al desarrollo del hombre, a partir de la ingeniería se han dado avances significativos a lo largo de la historia. Gracias a la ingeniería existen los aviones, la radio, la televisión y aun mejor el computador uno de los objetos más usados actualmente; definitivamente sin la ingeniería nunca hubiéramos progresados y simplemente estuviéramos en una época de estancamiento.

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Seminario de Ingeniería Mecánica 82 Cuestionario Primer Parcial

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Seminario de Ingeniería Mecánica 83 Cuestionario Primer Parcial

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