PROYECTO

TITULO:

OBJETIVOS:

Este trabajo se desarrolla con el fin de dar a cada uno de los estudiantes, una formación más completa y competitiva, esta propuesta del carro hidráulico pretende ampliar los conocimientos sobre las aplicaciones de la física, que se ejecutan durante el desarrollo y lineamientos del proyecto

OBJETIVOS ESPECÍFICOS :

• Conocer los conceptos físicos más claramente, con la explicación no teórica si no prácticamente.
• Desarrollar  los conceptos de la presión, rotación, fuerza y demás, para fortalecer, los hábitos del trabajo, en equipo.
• Identificar cada uno de los tipos de movimientos de la física mecánica, dándole la importancia a cada una de las acciones ejercidas por las diferentes ecuaciones

ANTECEDENTES:

Para lograr realizar nuestro carro hidráulico tuvimos presente los proyectos de nuestros compañeros de institución, los cuales podemos evidenciar en los siguientes link
PRIMER LINK	https://andrescore8.wordpress.com/proyecto-carro-hidraulico/
SEGUNDO LINK	http://www.slideshare.net/pau8705/proyecto-carro-hidrahulico?related=4
RETROALIMENTACION
Observamos los trabajos de nuestros compañeros y allí corregimos variables como el peso que debería tener el carro hidráulico  para lograr sobrepasar la rampa de un lado a otro, y los materiales con los que se debía realizar, también identificamos el tipo de válvula con la que se debía trabajar para una mayor contención del aire y su posición.

MARCO TEÓRICO

CARRO HIDRÁULICO = La idea del proyecto, es desarrollar un carro con elementos reciclables, específicamente con una botella plástica de gaseosa, y con otros elementos igualmente re utilizables  las llantas y demás, garantizando la parte visual  del vehículo, su funcionamiento es a base de energía hidráulica, usando agua y aire. El carro debe impulsarse con la fuerza que el aire proporciona dentro de la botella y expulsar el agua para realizar su recorrido a parte debe poder subir por una rampa y caer en la otra sin ningún inconveniente a diferentes distancias, por lo cual se debe tener en cuenta las medidas del agua, aire (presión) y medidas de la rampa.

ENERGÍA HIDRÁULICA = La hidráulica se desprende de la mecánica de fluidos y actualmente de la ingeniería, que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende o varia de las fuerzas que relacionan con la masa y a las condiciones del fluido, relacionadas con la viscosidad de este.

DESVENTAJAS: La construcción de centrales hidroeléctricas es costosa, se necesitan grandes extensiones de tierra .Por otro lado  los embalses producen pérdidas de suelo productivo y fauna terrestre debido a la inundación del terreno destinado a ellos. También provocan la disminución del caudal de los ríos y arroyos bajo la presa y alteran la calidad de las aguas.

VENTAJAS: Es una fuente de energía limpia, sin residuos y fácil de almacenar. Por otro lado el agua almacenada en embalse situados en lugares altos y permite regular el caudal del los ríos.

MOVIMIENTO PARABÓLICO= Acción – Reacción: El experimento del Carro Hidráulico se relaciona con la Tercera Ley de Newton ya que según la fuerza que genere el agua, sedará una reacción de igual fuerza al movimiento que tendrá el auto, esto le permitirá andar en línea recta hasta la rampa, subirla y llegar hasta la otra rampa en perfecta posición.

Desde la creación el hombre ha estado empeñado en multiplicar su fuerza física. Inicialmente se asoció con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido inventó la rueda y otros la palanca y la cuña. Con estos medios mecánicos se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecánicos muy diversos, que fueron utilizados en la construcción de los pueblos, en las guerras y en la preparación de la tierra.

También el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecánicos, empezó desde muy temprano la experimentación de la utilización de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ríos utilizando los troncos de madera que flotaban. Más adelante para la navegación se fue aprovechando la fuerza de los vientos.

La rueda hidráulica y el molino de viento son preámbulos de mucho interés para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades de los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades.

La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. Ctesibius en el siglo II A.C., la convirtió en una bomba de doble efecto.

En la segunda mitad del siglo XV, Leonardo Da Vinci en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para ríos, estableció sus experiencias y observaciones en la construcción de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Milán y Florencia.

Galileo en 1612 elaboro el primer estudio sistemático de los fundamentos de la Hidrostática.
Un alumno de Galileo, Torriceli, enunció en 1643 la ley del flujo libre de líquidos a través de orificios.Construyo El barómetro para la medición de la presión atmosférica.

Blaise pascal, aunque vivió únicamente hasta la edad de 39 años, fue uno de los grandes científicos y matemáticos del siglo XVII. Fue responsable de muchos descubrimientos importantes, pero en relación con la mecánica de fluidos son notables los siguientes:

• La formulación en 1650 de la ley de la distribución de la presión en un líquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de pascal.
• La comprobación de que la potencia del vacío se debe al peso de la atmósfera y no a un “horror natural” como se creyó por más de 2000 años antes de su época.

A Isaac Newton, además de muchas contribuciones a la ciencia y a las matemáticas, se le debe enMecánica de Fluidos:

• El  primer enunciado de la ley de fricción en un fluido en movimiento.
• La introducción del concepto de viscosidad en un fluido.
• Los fundamentos de la teoría de la similaridad hidrodinámica.

Estos, sin embargo, fueron trabajados aislados de los cuales resultaron leyes y soluciones a problemas no conexos. Hasta la mitad del siglo XVIII no existía aun una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos.

Los Fundamentos Teóricos De La Mecánica De Fluidos como una ciencia  se deben a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII.

Daniel Bernoulli, 1700-1782, perteneció a una famosa familia suiza en la cual hubo once sabios celebres, la mayoría de ellos matemáticos o mecánicos. Gran parte de su trabajo se realizó en San Petersburgo, como miembro de la academia rusa de ciencias. En 1738 en su “Hidrodinámica“, formulo la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la relación entre presión,velocidad y cabeza de fluido.

Leonhard Euler, 1707-1783, también suizo, desarrollo las ecuaciones diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos). Esto marco el principio de los métodos teóricos de análisis en la Mecánica de Fluidos. A Euler se le debe también la ecuación general del trabajo para todas las maquinas hidráulicas roto dinámicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores, etc.), además de los fundamentos de la teoría de la flotación.

En 1985, después de 135 años de  la formulación de la ley de Pascal, Joseph Bramah, construyo en Inglaterra la primera prensa hidráulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presión. Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo técnico e industrial de entonces.

Inmediatamente  siguieron  sin número de aplicaciones y como era  de  esperarse, se abrió un mercado para el mismo sin precedentes y que superaba las disponibilidades tanto técnicas como financieras de su tiempo.

El segundo periodo, que comprende los últimos años del siglo XVIII y la mayoría del XIX, se caracterizó por la acumulación de datos experimentales y por la determinación de factores de corrección para la ecuación de Bernoulli. Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la viscosidad. Cabe destacar los nombres de experimentalistas notables como Antoine Chezy, Henri Darcy, Jean Poiseuille en Francia; Julius Weisbach Y G. Hagen en Alemania. De importancia especial fueron los experimentos de Weisbach y las fórmulas empíricas resultantes que fueron utilizadas hasta hace poco tiempo.

Entre los teóricos de la Mecánica de Fluidos de este período, están Lagrange, Helmholtz y Saint Venant.

En los años posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron centrales de suministros de energía hidráulica, la cual era distribuida a grandes distancias por tuberías hasta las fábricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y grúas.

Todavía  funcionan en algunas ciudades europeas las redes de distribución de energía hidráulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en servicio la empresa ” The London Hydraulic Power Co.“, con capacidad instalada de 700 HP y 180 millas de tubería de distribución. En la misma ciudad, el famoso Puente de la Torre, es accionado hidráulicamente, así como el ascensor principal en el edificio de la institución de los Ingenieros Mecánicos.

En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX, se tomó en cuenta la viscosidad y la teoría de la similaridad. Se avanzó con mayor rapidez por la expansión tecnológica y las fuerzas productivas. A este período están asociados los nombres de George Stokes y de Osborne Reynolds, 1819-1903 y 1942-1912, respectivamente.

En la Hidráulica contemporánea se deben mencionar a: Luidwig Prandtl, Theodor Von Karman yJohan Nikuradse. Los dos primeros por sus trabajos en Aerodinámica y Mecánica de Fluidos que sirvieron para dilucidar la teoría del flujo turbulento; el último sobre flujo en tuberías.

En 1906 la Marina de los EE.UU. botó El U.S. Virginia, primer barco con sistemas hidráulicos para controlar su velocidad y para orientar sus cañones.

En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta presión y se introdujeron los sellos de caucho sintético. Diez años después los servomecanismos electrohidráulicos ampliaron el campo  de aplicación de la oleo hidráulica (rama de la hidráulica que utiliza aceite mineral como fluido). Desde los años sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las entidades de formación profesional ha conducido hasta los sofisticados circuitos de la fluídica.

PROCEDIMIENTO

El proyecto del carro cohete, consiste en utilizar materiales reciclables que no afecten el peso ni la maleabilidad del mismo basado en un sistema que por medio de agua y presión de aire el carrito vuele de tal manera que sobrepase dos rampas de medidas de *45 de ancho*40 de largo *21 de alto; cayendo las cuatro llantas en la segunda rampa.

MATERIALES

//BASE RECTANGULAR DE PLÁSTICO 15*25

//CARTULINA

//BOTELLA DE 600 ML (AGUA H2O)

//BICARBONATO

//SUPER BONDER

//SILICONA LIQUIDA

//CINTA NEGRA

//VALVULA SELLO MATIC

//ABRAZADERAS PLÁSTICAS

//MADERA (construccion rampla para ensayos )

//LLANTAS

COMO SE CONSTRUYO 

 

Este vehículo hidráulico está compuesto por una base plástica también llamada chasis que la reutilizamos de un carro de control remoto:

 

Luego montamos sus llantas plásticas también de un carro control remoto:

Al chasis se le hace una especie de comodín para que la botella (de 600 ml) descanse bien y no llegue a caer; también la aseguramos al chasis por medio de abrazaderas plásticas y luego la aseguramos con más cinta para que la fuerza que produce el agua a salir no la desprenda de la base:

Luego a la tapa de la botella plástica se le hace un orificio en el cual se inserta la Válvula Sello Matic y se ajusta con un pegante (Súper Pox), bicarbonato y Super Bonder:

 

 

Luego de esto ya adicional pondremos una cartulina con el nombre del proyecto que será Iron Man Car:

 

Se le anexan luces led para una mejor presentación del mismo:

ENTREGA FINAL:

Se entrego el vehiculo antes de tiempo con todas las objetividades cumplidas, a pesar de todos los obstaculos que se nos atravesaron como que se rompiera y demas cosas se entrego con sus estadisticas y con toda la reglamentacion.

ESTADISTICAS:

CANTIDAD AGUA MILILITROS	DISTANCIACM	AIRE – PSIBOMBASOS	OBSERVACIONES
140	50	4	CHOQUE SEGUNDA RAMPA
140	50	4	VOLO DEMACIADO.
140	50	5	VOLO DEMACIADO.
140	58	4	NO ALCANZO A PASAR LA RAMPA SE QUEDO EN LA PUNTA DE LA SEGUNDA RAMPA.
140	55	4	CHOCA CON LA SEGUNDA RAMPA
140	50	4 1/2	1) SE DESVIA A LA IZQUIERDA2)CHOCA SEGUNDA RAMPA.
140	1 METRO	5	VOLO DEMACIADO
140	40	4	CALLO DEBAJO DE LA SEGUNDA RAMPA
140	40	4	NO SUBIO LA RAMPA POR NO SOLTAR VALVULA
140	40	4	NO PASO LA PRIMERA RAMPA
140	30	4	NO SALTO LA RAMPA
160	50	3	CAE EN MEDIO DE LAS DOS RAMPAS
160	50	5	CHOCA SEGUNDA RAMPA
160	50	7	SE DESVIO A LA IZQUIERDA
150	50	7	PASA CON UNOS CENTRIMETROS DE MAS
160	60	3	CAE EN MEDIO DE LAS DOS RAMPAS
160	70	5	SALTA DE MAS PERO CASI TOCA LA RAMPA
160	65	5	SALTO DEMACIADO
160	65	5	TOCA SOLO RUEDAS DELANTERAS EN LA SEGUNDA RAMPA
160	45	5	POR POCO TOCA LA SEGUNDA RAMPA (UBICADAS A 75 CM)

NOTA : La presion vario ya que no se tiene certeza ya que esta varia devido a: que si al objeto que generaba presion se le aplicaba la presion muy rapido daba mas presion y si se le aplicaba mas lento habia menos presion las estadisticas se trataron de hacer a la misma velocidad de presion que se le imprimia.

CONCLUSIONES:

* Despues de haber analizado el vehiculo y el por que no pasaba la rampa es que la presion de la valvula variaba segun la rapidez con la que se aplicaba ya que si era muy rapido se entraba mas presion y si era mas despacio entraba menos.

* Tambien nos damos cuenta de que una variable que no se tomo en cuenta fue el viento ya que el vehiculo era muy liviano lo afectaba demaciado.