CARRO HIDRAULICO(Turbo carro)

María Alejandra Romero Guerrero

COD: 2931

Lady Carol Mayorga Beltrán

COD: 1528

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES

FISICA MECANICA

BOGOTA DC

2013

OBJETIVOS

GENERAL

Conocer el funcionamiento de la hidráulica para poder crear un carro en materiales reciclables que funcione con este principio.

ESPECIFICOS

Plantear los objetivos del proyecto Investigar proyectos realizados para poder basarnos en ellos Realizar un carro con elementos reciclables Verificar la estética y las características del carro en general para

garantizar su buen funcionamiento El carro hidráulico debe saltar la primera rampa con determinado

ángulo y distancia para que al caer en la segunda rampa cumpla con las exigencias técnicas requeridas, manejando así su presión, dirección y la cantidad de agua necesaria para realizar con satisfacción la actividad. Teniendo en cuenta que cada vez las distancias del salto van a ser más largas.

ANTECEDENTES

La energía hidráulica es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y posteriormente en energía eléctrica en la central hidroeléctrica

ENERGIA HIDRAULICA

La hidráulica es una rama de la mecánica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que este sometido el fluido, relacionada con la viscosidad de este.

La energía hidráulica es una energía renovable debido a que en los mares siempre hay corrientes, mareas, olas, etc. y en tierra las corrientes de agua de los ríos se renuevan automáticamente gracias al ciclo natural del agua.

Entre los usos más frecuentes de la energía hidráulica, existen la generación eléctrica en centrales hidroeléctricas, situadas en presas, embalses o saltos de agua, la generación eléctrica mediante caudales de agua en tuberías de transporte de agua, la generación eléctrica usando las corrientes marinas, mareas, corrientes de ríos y demás, y también la generación eléctrica utilizando el movimiento del agua con las olas del mar.

http://energias-renovables-y-limpias.blogspot.com/2012/09/que-es-la-energia-hidraulica-y-usos.html

DINAMICA

Es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y estado de movimiento. El objeto de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.

Cuando se trata de la dinámica del cuerpo, la imagen que viene a la mente es la clásica de Newton, y la lectura de su libro bajo un manzano. De repente, cae una manzana en la cabeza. Al parecer, este fue el primer paso hacia la comprensión de la gravedad, que atrae a la manzana. Con la comprensión de la gravedad, fue el entendimiento de la Fuerza, y las tres leyes de Newton. En los estudios de cinemática del movimiento entenderemos su causa. En la dinámica, se estudió la relación entre la fuerza y el movimiento.

Fuerza: Es una interacción entre dos cuerpos. El concepto de la fuerza no es intuitivo, pero para entenderlo, se puede basar en los efectos causados por ella, tales como:

Aceleración: hace que el cuerpo cambie su velocidad cuando se aplica una fuerza.

Desviación: hace que el cuerpo cambie su formato, ya que se somete a la acción de una fuerza.

Resultante de la Fuerza: La fuerza que produce el mismo efecto que todos los demás se aplica a un cuerpo.

Habida cuenta de las diversas fuerzas aplicadas a cualquier organismo:

La fuerza resultante será igual a la suma vectorial de todas las fuerzas aplicadas.

Las leyes de Newton

Las leyes de Newton son los tres pilares de lo que llamamos la mecánica clásica, que, precisamente por esto también se conoce como la mecánica newtoniana.

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HIDRAULICA Y DINAMICA

Usando las bases de la fuerza hidráulica y las bases de la dinámica juntamos las dos, analizando el peso del carro ya que no puede ser ni muy liviano y muy pesado y la distancia que queremos recorrer, lograremos que por medio de la presión ejercía por el aire dentro de la botella de plástico al agua, al dejar salir el agua con esta presión moverá el carro haciendo que logre avanzar hasta la rampa, subir y luego bajar por la siguiente rampa.

MARCO TEORICO

Cuándo la velocidad de un fluido en cualquier punto dado permanece constante en el transcurso del tiempo, se dice que el movimiento del fluido es uniforme. Esto es, en un punto dado cualquiera, en un flujo de régimen estable la velocidad de cada partícula de fluido que pasa es siempre la misma. En cualquier otro punto puede pasar una partícula con una velocidad diferente, pero toda partícula que pase por este segundo punto se comporta allí de la misma manera que se comportaba la primera partícula cuando pasó por este punto. Estas condiciones se pueden conseguir cuando la velocidad del flujo es reducida. Por otro lado, en un flujo de régimen variable, las velocidades son función del tiempo. En el caso de un flujo turbulento, las velocidades varían desordenadamente tanto de un punto a otro como de un momento a otro.

En el año 1918, un joven inventor, Malcolm Lougheed, aplicó fuerza hidráulica al sistema de frenos. Empleó cilindros y tubos para trasmitir la presión de un líquido contra las zapatas de los frenos, a fin de empujar éstas contra las tamboras. En 1921 apareció el primer auto de pasajeros

Equipado con frenos hidráulicos en las cuatro ruedas: el Duesenberg Modelo A. Pero el sistema hidráulico no fue adoptado de inmediato por todos los fabricantes de automóviles. Diez años después de aparecer el Duesenberg Modelo A, en 1931, sólo los modelos Chrysler, Dodge, Desoto, Plymouth,

Auburn, Franklin, Reo y Granham tenían frenos hidráulicos. Todos los otros vehículos todavía tenían frenos mecánicos activados por cables. De hecho, no fue hasta 1939 que la Ford finalmente los adoptó, convirtiéndose en el último fabricante de importancia en emplear frenos hidráulicos. El sistema básico de frenos que utilizamos hoy ya era cosa común en 1921, cuando también comenzó a usarse en un refinamiento que muchos consideran como algo contemporáneo: los frenos motrices.

DANIEL BERNOULLI fue uno los primeros matemáticos que realizo estudios de hidrodinámica

PRINCIPIO DE BERNOULLI

El fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel Bernoulli, un científico Suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo.

El principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los varios puntos del sistema, es constante, si el flujo sea constante. Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la velocidad también se modifica.

La energía cinética aumenta o disminuye. En tanto, la energía no puede ser creada ni tampoco destruida. Enseguida, el cambio en la energía cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión.

El uso de un Venturi en el carburador de un automóvil es un ejemplo del principio de Bernoulli. En el pasaje de aire a través de la restricción la presión

se disminuye. Esa reducción de presión permite que la gasolina fluya, se vaporice y se mezcle con el aire

http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/leyes-de-newton/principio-de-bernoulli

MOVIMIENTO PARABOLICO

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

http://tarea-info-emmanuelsaltos.blogspot.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_parab%C3%B3lico

AERODINAMICA

Aerodinámica es la parte de la mecánica de fluidos que estudia los gases en movimiento y las fuerzas o reacciones a las que están sometidos los cuerpos que se hallan en su seno. A la importancia propia de la aerodinámica hay que añadir el valor de su aportación a la aeronáutica. De acuerdo con el número de Mach o velocidad relativa de un móvil con respecto al aire, la aerodinámica se divide en subsónica y supersónica según que dicho número sea inferior o superior a la unidad.

Hay ciertas leyes de la aerodinámica, aplicables a cualquier objeto moviéndose a través del aire, que explican el vuelo de objetos más pesados

que el aire. Para el estudio del vuelo, es lo mismo considerar que es el objeto el que se mueve a través del aire, como que este objeto esté inmóvil y es el aire el que se mueve (de esta última forma se prueban en los túneles de viento prototipos de aviones).

Es importante que el piloto obtenga el mejor conocimiento posible de estas leyes y principios para entender, analizar y predecir el rendimiento de un aeroplano en cualesquiera condiciones de operación. Los aquí dados son suficientes para este nivel elemental, no pretendiéndose una explicación ni exhaustiva ni detallada de las complejidades de la aerodinámica.

http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV12.html

La tercera ley del movimiento de Newton dice que para cada fuerza de acción hay una fuerza de reacción igual en intensidad pero en sentido contrario.

ELABORACION DEL CARRO

MATERIALES

1. Cartón 2. 4 Ruedas de un carro de juguete 3. 1 válvula4. 1 botella plástica de 600ml 5. Bomba manual6. Pegamento ( barra de silicona)

PROCEDIMIENTO DE LA ELABORACION

DEL CARRO

Se empezó haciendo un plano de cómo se iba a hacer la base para el carro y después de eso hay si se le hiso los demás ajustes.

Se sacaron las medidas de que tan grande iba a quedar el carro se empezó con la base se le colocaron las 4 ruedas que quedaran bien estables después se le coloco la botella y después se le hiso un pequeño agujero en donde se

iba colocar la válvula y después de haber desarrollado eso hay miramos de cómo íbamos hacer el modelo del carro ya que no nos quedara ni muy pesado y ni muy liviano y pues así quedo al terminar todo el proceso.

PROCEDIENTO PARA REALIZAR EL CONCURSO

Después de haber diseñado y creado el carro, este participa en el concurso el cual consiste en saltar una rampa y caer en otra que se encuentra ubicada a 50 cm de distancia luego a 75 cm hasta llegar a una distancia de 1.20 cm. A medida que se va logrando el objetivo se van separando las rampas.

El éxito de este concurso está en la cantidad de agua que se le proporcione a la botella y de la presión que se le suministre la botella porque de eso depende para que así mismo sea impulsado para que pueda caer a la otra rampa

CONCLUSIONES

Después de realizar este proyecto podemos concluir que la variable más importante a tener en cuenta es la presión que se le suministra a la botella ya que esta es determinante en el funcionamiento del carro. También que el peso del carro debe ser equilibrado para brindarle cierta estabilidad durante el recorrido.

A nosotras en el momento de hacer el concurso no nos dio resultado ya que se nos dañó la bomba con la que ya le teníamos calculada la presión que se le suministraba para cada salto a cierta distancia.

No nos dio resultado porque toco con otra bomba con la cual no le teníamos calculado la presión necesaria para cada salto.

Con ello aprendimos que la cantidad de agua no debe ser ni muy llena la botella ni tampoco poquita la cantidad que maso menos se debe llenar es un poquito más de la mitad de la botella. Y que entre mayor presión de aire tenga la botella más larga ser la trayectoria y que en menor presión de aire

pues la trayectoria será corta por eso debíamos hacer pruebas antes de iniciar la competencia para la cantidad de presión que se le debía suministrar para cada salto.

BIBLIOGRAFIAS

http://energias-renovables-y-limpias.blogspot.com/2012/09/que-es-la-energia-hidraulica-y-usos.html

http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV12.html

http://tarea-info-emmanuelsaltos.blogspot.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_parab%C3%B3lico

http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/leyes-de-newton/la-dinamica-de-vehiculos

http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/leyes-de-newton/principio-de-bernoulli