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La Brújula: Funcionamiento y Métodos de Medición de Ángulos, Ejercicios de Elasticidad y Resistencia de materiales

Este documento ofrece información sobre la brújula, un invento chino de 1800 años de antigüedad utilizado en topografía para medir ángulos horizontales y verticales. Aprenda sobre su funcionamiento, tipos, y métodos de medición, incluyendo el método simple, regla de Bessel, método de Gauss, y método de las series. Además, aprenderá sobre las unidades de medición angular y cómo medir ángulos horizontales y verticales.

Tipo: Ejercicios

2012/2013

Subido el 30/07/2021

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carlos-barrera-12 🇪🇨

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FACULTAD:
INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
CARRERA:
INGENIERÍA CIVIL REDISEÑO
ASIGNATURA:
TOPOGRAFÍA 1
DOCENTE:
ING. GALO PATRICIO ZAPATA IBARRA
PERÍODO:
2021-2021
NIVEL:
TERCERO
PARALELO:
IC3-007
TAREA #:
4
TEMA:
Que es la brújula
Los sistemas de medición de ángulos
Cuáles son los ángulos horizontales
ESTUDIANTE:
CARLOS DAVID BARRERA PANCHI
FECHA DE ENTREGA:27/07/2021
QUITO-ECUADOR
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FACULTAD: INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

CARRERA: INGENIERÍA CIVIL REDISEÑO

ASIGNATURA: TOPOGRAFÍA 1

DOCENTE: ING. GALO PATRICIO ZAPATA IBARRA

PERÍODO: 2021 - 2021

NIVEL: TERCERO

PARALELO: IC3- 007

TAREA #: 4

TEMA:

  • Que es la brújula
  • Los sistemas de medición de ángulos
  • Cuáles son los ángulos horizontales ESTUDIANTE: CARLOS DAVID BARRERA PANCHI FECHA DE ENTREGA:2 7 /07/ QUITO-ECUADOR

INTRODUCCIÓN:

La brújula es un invento chino que tiene unos 1800 años de antigüedad. Al principio los adivinos usaban unas piedras magnetizadas para construir sus tablas adivinatorias, hasta que en algún momento alguien se dio cuenta de que las piedras apuntaban siempre en la misma dirección, dando lugar a la construcción de las primeras brújulas. Estas primeras brújulas eran agujas imantadas flotando en vasijas llenas de agua, pero con el tiempo se fueron mejorando y reduciendo su tamaño hasta convertirse en instrumentos portables. (Blogger, 2018) En los trabajos topográficos los ángulos pueden medirse con distinta precisión según sea la metodología e instrumental que empleemos. Los ángulos se determinan en forma directa, es decir, cuando son medidos efectivamente, o en forma indirecta cuando son calculados mediante una relación matemática a partir de otras mediciones realizadas previamente. Según sea la precisión del trabajo topográfico a realizar, se deberá utilizar el método y el instrumental apropiado. Los ángulos que se miden en topografía se clasifican en horizontales o verticales, dependiendo del plano en que se midan. Los ángulos horizontales son las medidas básicas que se necesitan para determinar rumbos y acimut. Los ángulos verticales (o cenitales) se usan en la nivelación trigonométrica, en estadía y para reducir distancias inclinadas con respecto a la horizontal Condiciones básicas para determinar un ángulo. Existen tres condiciones básicas que determinan un ángulo. Como se muestra en la figura, éstas son: (1) la línea de referencia, (2) el sentido del giro, y (3) la amplitud. Los métodos para calcular rumbos y acimut que se describen en este capítulo se basan en esos tres elementos. (AVILA DIEGO, 2014) OBJETIVOS:

  • Definir el concepto y características de la brújula con respecto a su uso en la topografía.
  • Analizar los diferentes sistemas de medición de ángulos en el estudio de la planimetría.
  • Identificar los distintos ángulos horizontales con sus respectivos conceptos. DESARROLLO:La brújula Es un instrumento de orientación que utiliza una aguja imantada para señalar el norte magnético terrestre. Su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético que corresponde con el norte geográfico y es improductivo en las zonas polares norte y sur debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre. La brújula es, después del mapa, el elemento más importante para ser capaz de orientarse en un territorio desconocido. Su funcionamiento se basa en la atracción magnética que ejerce la Tierra sobre los objetos imantados, de forma que la aguja (imantada), siempre indique la dirección del norte magnético. La precisión de la brújula es mayor en bajas altitudes que en alturas superiores. En topografía se pueden utilizar solas o en combinación con las cartas topográficas. En

la flecha que tiene la reglilla, en dirección de referencia. La ventaja de la brújula de reglilla consiste en que al girar la caja de la misma queda registrado el rumbo y ya no hay que recordarlo o anotarlo, siempre y cuando no la muevas. De mirilla Con las brújulas de mirilla como de tipo "LENSATIC", se colocan la mirilla como en la figura y se usa a la altura de los ojos. En estas brújulas, la lentilla permite observar simultáneamente, las marcas sobre el limbo y la referencia, por lo que son más precisas que las anteriores. Estas brújulas tienen la particularidad de que no se ve la aguja directamente, porque está bajo el limbo, el que hacen girar simultáneamente. Como no se registra el rumbo como en las de reglilla. De espejo Para usar las Brújulas de Espejo, se toman a la altura de la cintura, observando sobre el espejo, la referencia y la mirilla al mismo tiempo; luego, se gira la caja para colocar la aguja sobre la marca N-S y queda tomado el rumbo. El espejo se coloca a unos 45° para observar una referencia a nivel del piso, o a un ángulo menor o mayor, según sí la referencia está mayor o menor altura que el nivel de la cintura normalmente son las más costosas, pero las más precisas. ¿Cómo se realizan mediciones, mediante el uso de la brújula? la brújula apunta en dirección al norte magnético, el cual se encuentra desviado en cierta magnitud, del norte geográfico. Esta desviación con respecto a la posición en la que el medidor se encuentra recibe el nombre de declinación y, es la primera variable para tomar en cuenta antes de realizar un estudio de terreno con el instrumento. Una vez determinada la declinación, se procede a realizar las medidas de campo. Al realizar dichas mediciones, se debe (o puede) empezar por medir el Acimut, que es el ángulo entre el norte magnético y un punto determinado. La siguiente medición para realizar es la del Rumbo o ángulo entre una línea horizontal del plano y el norte geográfico. Para hallarlo se debe colocar el lateral de la brújula sobre el plano en estudio, y tomar nota de los datos que muestra la aguja, se recomienda utilizar siempre la mitad norte de la brújula al realizar esta medición. Partes de la brújula cartográfica

  • Aguja imantada: Algo básico en las brújulas, todas tienen una, sino no sería una brújula. Esta aguja se siente atraída por el campo magnético de la tierra por lo que la parte pintada de rojo señala el Norte.
  • Limbo giratorio: Anillo giratorio que no deja de ser un transportador de ángulos. Normalmente viene dividido en marcas de dos grados sexagesimales hasta completar los 360º de la circunferencia. Cuanto más pequeña sea esta división más precisa será la medición de ángulos.
  • Flecha de Norte: Flecha que señala el norte en el limbo giratorio. Este fijo a este y sirve para calcular rumbos y orientaciones.
  • Líneas auxiliares: Líneas paralelas fijas en el interior del limbo que sirven para trabajar con los meridianos de los mapas topográficos a la hora de orientarlos, por ejemplo.
  • Marca de dirección: Marca o flecha, depende del modelo, que sirve para determinar nuestra dirección a la hora de obtener rumbos.
  • Base transparente: Es la principal característica de este tipo de brújulas y que la hace perfecta para interactuar con un mapa.
  • Escalímetros: Reglas especiales para medir distancias sobre mapas en diversas escalas. En la foto, escalas 1:25000 y 1:50000, las más usadas a nivel de orientación en la naturaleza. ❖ Los sistemas de medición de ángulos Todo método medición de ángulos horizontales que tenga intención de alcanzar buenas precisiones debe satisfacer las siguientes condiciones generales: a) Debe incluir reiteradas mediciones del ángulo para asegurar la eliminación de errores accidentales (positivos o negativos), por ejemplo, la lectura de los círculos, bisección sobre las señales, etc. b) Debe hacerse mediciones en las dos posiciones del anteojo para eliminar los errores instrumentales (colimación, inclinación, y excentricidad del plano vertical de mira). c) Debe incluir mediciones en zonas diametralmente opuestas del círculo para eliminar el error de excentricidad de la alidada. d) Si el ángulo es grande (digamos mayor de 5º) las mediciones deben distribuirse uniformemente en todo el círculo, de esta manera se eliminan los errores de división del círculo. ➢ Método Simple Para medir un ángulo entre dos direcciones por el método simple, se procede de la siguiente manera: Centrado y nivelado el teodolito en la estación O y, sean A y B los puntos cuyas direcciones definen el ángulo a medir. Estando fijo el limbo en posición círculo izquierdo se bisectará la señal del punto A y se lee en el microscopio la lectura, LA. Aflojando el tornillo de grandes movimientos horizontales (fijo el tornillo de grandes movimientos de limbo-alidada), se girará hacia la derecha hasta encontrar la señal del punto B. Ayudándose con el de pequeños movimientos de alidada, se bisectará el punto y se lee en el microscopio la lectura, LB. La medida del ángulo AOB estará dada por la diferencia (únicamente círculo a la izquierda): = LB – LA. ➢ Regla de Bessel Cuando no sea suficiente la precisión que representa una medición angular simple, se le repetirá en posición II (círculo a la derecha), después de haber realizado la operación círculo izquierdo (posición I) explicada precedentemente. Las nuevas lecturas (posición II) diferirán de las anteriores en 180º más un error dentro de la tolerancia. De esta forma se determinan dos valores del ángulo. La media aritmética de estos valores es la medida del ángulo. ➢ Método de Gauss o de Reiteración El método se basa en medir varias veces un ángulo por diferencias de direcciones y en distintos sectores equidistantes en el limbo horizontal, para evitar, principalmente, los errores de graduación del círculo horizontal. Es decir, medir varias veces (reiterar) un mismo ángulo aplicando en cada una de ellas la Regla de Bessel. El ángulo se determina tomando como origen en cada reiteración diferentes trazos del limbo, desplazando cada vez en un arco de nº180, siendo n el número de reiteraciones que hemos decidido medir. ➢ Método de las Series, Vueltas de Horizonte o Giro de Horizonte Para realizar este método de medición, se opera exactamente igual que en el Método de Reiteración, con la diferencia que lo aplicamos a varias direcciones concurrentes, 3,

Los ángulos exteriores, que quedan fuera del polígono cerrado, son suplementos a 360° de los ángulos interiores. Raras veces resulta ventajoso medir estos ángulos, a no ser que se trate de una comprobación, ya que la suma de los ángulos interiores y exteriores en cualquier estación debe ser igual a 360°

  • Ángulos de deflexión Los ángulos de deflexión se miden ya sea hacia la derecha (el sentido de las manecillas se considera positivo) o hacia la izquierda (sentido opuesto de las manecillas, considerado como negativo), a partir de la prolongación de la línea de atrás y hacia la estación de adelante. Los ángulos de deflexión son siempre menores de 180° y el sentido de giro se define anexando una D o una al valor numérico. Así, el ángulo en B en la gráfica 2 es derecho (D) y el ángulo en C es izquierdo. CONCLUSIONES:
  • La brújula es un instrumento de suma importancia en la topografía con ella podemos determinar la localización del norte magnético y una localización, donde en la topografía podemos medir rumbos, indicar la dirección del rumbo, para determinar una dirección constante, y la medición distancias de un terreno con ayuda de un calculo trigonométrico.
  • En los métodos para medir ángulos horizontales, para alcanzar precisiones se debe reiterar las distintas mediciones que se realizan, igual poner en cuenta la medición desde el inicio al final y viceversa, y los ángulos deben distribuirse uniformemente en todo el circulo e intentar errores mínimos o nulos.
  • En conclusión al presentar varios tipos de ángulos horizontales cada uno detalla diferentes ángulos si la suma del ángulo interno más el ángulo externo nos debe dar 360° y que los ángulos se miden tanto a la izquierda y a la derecha. RECOMENDACIONES:
  • En la toma de dirección de la brújula hay que tener en cuenta que su pluma principal siempre apuntara al norte magnético.
  • Siempre tener en cuenta cuando se realiza el método de reiteración, tomar el punto de inicio en su misma posición que se inició, si el proceso hay varios puntos de inicio puede existir errores y manchar el punto de inicio.
  • Tener en cuenta que en los ángulos de deflexión siempre deben ser menores a los 180°, y casi los ángulos exteriores no traen ventajas en el trabajo solo resulta útil en una comprobación. BILBIOGRAFÍA: Aquise, J. H. (17 de noviembre de 2009). slideshare. Obtenido de Angulos Horizontales Y Verticales 8: https://es.slideshare.net/guestda8ec2df/angulos-horizontales-y- verticales- 8 Aristasur. (02 de junio de 2019). Aristasur. Obtenido de Partes de una brújula cartográfica: https://www.aristasur.com/contenido/partes-de-una-brujula- cartografica AVILA DIEGO, A. A. (2014). CLASES DE ANGULOS. BOGOTÁ. blogger. (20 de noviembre de 2013). Obtenido de Topografía:

http://topografiaorgg.blogspot.com/2013/11/la-brujula.html Blogger. (22 de noviembre de 2013). Obtenido de Topografia AlfArOr: http://topoalfaror.blogspot.com/2013/11/la-brujula.html blogger. (09 de abril de 2018). Obtenido de TOPOGRAFIA: http://bloggertopografia2018.blogspot.com/2018/04/la-brujula.html Blogger. (02 de abril de 2018). Obtenido de Topografia: http://topografiafachumss.blogspot.com/2018/04/la-brujula.html Bustos, I. G. (2019). Métodos de medición de ángulos horizontales y verticales. Obtenido de studocu: https://www.studocu.com/es-ar/document/universidad- nacional-de-san-juan/topografia-1/metodos-para-la-medicion-de-angh-y- v/ Casanova, L. (05 de octubre de 2019). topodata. Obtenido de medicion de angulos: https://topodata.com/wp-content/uploads/2019/10/5-Topografi%CC%81a-Plana- CAP4.pdf López, L. (16 de junio de 2015). slideshare. Obtenido de La Brújula Topográfica.: https://es.slideshare.net/LinoschkaLpez/la-brjula-topogrfica Rincón, M. (febrero de 2018). ecoeediciones. Obtenido de topografia: https://www.ecoeediciones.com/wp- content/uploads/2018/02/Topograf%C3%ADa-Conceptos-y-aplicaciones- ebook.pdf Rosales, S. (10 de julio de 2018). topografia. Obtenido de blogger: http://topografiasmn.blogspot.com/2018/07/medicion-de-angulos-y- direccion.html Silva, E. (29 de marzo de 2011). toposena. Obtenido de GUIA LA BRUJULA Y SUS APLICACIONES: https://toposena.files.wordpress.com/2011/07/brujula.pdf slgonzaga. (19 de marzo de 2008). slideshare. Obtenido de clase de topografia: https://es.slideshare.net/slgonzaga/clase-de-topografia ANEXOS: Brújula del tipo Brunton Brújula del tipo Freiberger

De espejo Partes de la brújula cartográfica Método Simple

Regla de Bessel Método de Gauss o de Reiteración Método de las Series, Vueltas de Horizonte o Giro de Horizonte Ángulos horizontales