FISICA MECANICA

MECANISMO DE PROPULSION DE UN CARRO HIDRAULICO

PRESENTADO POR:

CAMILA ANDREA BERNAL CARDENAS

LUISA FERNANDA GOMEZ GALINDO

PRESENTADO A:

ING. JAVIER BOBADILLA

UNIVERSIDAD ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES

FALCULTAD DE INGENIERIA

TECNOLOGIA EN ELECTROMEDICINA

II SEMESTRE

2014

INTRODUCCION

El siguiente proyecto est relacionado con el funcionamiento de un carro

hidrulico impulsado por agua con el propsito de comprender y explicar los

principios fsicos que intervienen en su propulsin tales como las leyes de

Newton.

En un sentido amplio, el principio que explica el funcionamiento de su propulsin

es la ley de accin y reaccin la cual dice que Todo cuerpo A que ejerce una

fuerza sobre un cuerpo B experimenta una fuerza de igual intensidad en la misma

direccin pero en sentido opuesto es decir, de una manera bsica se genera

presin dentro de la botella introduciendo aire en la misma; esta presin llega a

un lmite, el lmite de la botella, y cuando esto ocurre deber salir ocasionado su

lanzamiento.

De esa forma, se podr interpretar y conocer las distintas y variadas aplicaciones

que tiene las leyes de Newton en sus usos ideales y cotidianos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Construir un carro propulsado por agua como recurso explicativo en la

investigacin y aplicacin de las leyes de Newton.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Comprender las funciones del agua y del aire en la propulsin semiparabolica del carro hidrulico.

Incentivar la creatividad utilizando materiales reciclados para la construccin.

Identificar los distintos conceptos previamente estudiados sobre presin,

principio de pascal, tercera ley de newton y movimiento uniforme acelerado.

ANTECEDENTES

PROPULSION DE UN CARRO HIDRAULICO POR MEDIO DE AGUA

ANTECEDENTES NACIONALES

NOMBRE DEL PROYECTO

REALIZADORES/AO

DESCRIPCION DEL

PROYECTO

RESULTADOS

OLIMPIADAS DE INGENIERIA

INNOVA

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE / 2011

PRUEBA DE CARROS PROPULSADO POR AIRE-AGUA, FRMULA UAO 2011, SE BASA EN UNA COMPETICIN A PARTIR DEL DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN CARRO PROPULSADO CON AGUA-AIRE PARA CUMPLIR CON TRES PRUEBAS ESPECFICAS: LA PRIMERA DE VELOCIDAD, LA SEGUNDA DE RECORRIDO SOBRE UNA PENDIENTE (RAMPA) Y LA TERCERA DE SALTO LARGO EN RAMPA

CADA AO SE REALIZA ESTA COMPETICION, MOSTRANDO QUE SI ES POSIBLE LA CONSTRUCCION DE CARROS PROPULSADOS POR AGUA PARA SOMETERSE A DISTINTAS PRUEBAS.

PROTOTIPO DE

AUTOMOVIL IMPULSADO POR AGUA

CARRRO DEL

FUTURO.

VANNESA RESTREPO/2013

SE UTILIZA UNA FUENTE DE ENERGIA EL AGUA. EL CUAL SUSTITUYE EL COMBUSTIBLE COMUN POR UNA LIMPIO Y RENOVABLE.

EN CURSO

ANTECEDENTES INTERNACIONALES

NOMBRE DEL PROYECTO

REALIZADORES/AO

DESCRIPCION DEL

PROYECTO

RESULTADOS

COCHES ECOLOGICOS

DE AIRE COMPRIMIDO

ANDRAUD Y TESSIE DE MOTAY ( 1838)

PRIMER COCHE DE AIRE COMPRIMIDA REALIZADO EN FRANCIA

FUE IMPLEMENTADO PERO LA IDEA NO FUE DESARROLLADA

CARRO

BLOMBERG

START-UP ISRAELI

(2010)

CARRO QUE FUNCIONA MEDIANTE EL USO DE AGUA Y AIRE A TRAVES DE UNA BATERIA LA CUAL ENTRA EN CONTACTO CON IONES DE ALUMINIO Y REACCIONA CON EL OXIGENO PARA SU PROPULSION

LOGRA EN SU AVANCE UNA PROPULSION DE 1600 KILOMETROS

WATER ENERGY SYSTEM

GENEPAX JAPAN

(2008)

POSEER UN SISTEMA CAPAZ DE SEPARAR EL HIDRGENO DEL OXGENO DEL AGUA MEDIANTE REACCIONES QUMICAS, PRODUCIENDO ELECTRICIDAD PARA LAS BATERAS A PARTIR DEL MISMO. POR TANTO LAS NICAS EMISIONES DEL VEHCULO SON SIMPLE OXGENO. EL AGUA NECESARIA PARA ALIMENTAR EL SISTEMA PUEDE SER RESIDUAL, POTABLE, O INCLUSO DE MAR.

CON UN LITRO DE AGUA SU PROTOTIPO ES CAPAZ DE CIRCULAR DURANTE UNA HORA A UNA VELOCIDAD DE 80 KM/H.

AUTO

IMPULSADO POR AGUA

STANLEY MEYER

(2009)

DISEO DE UN DISPOSITIVO CON UN MOTOR DE COMBUSTION QUE PRODUCE HIDROGENO Y OXIGENO DEL AGUA, USANDO LA ELECTRICIDAD, BALO LA ELECTROLISIS

SU VEHICULO FUE PATENTADO Y RECORRIO 100 MILLAS CON UN SLO GALON

MARCO TERICO

El presente proyecto se bas en la construccin de un carro propulsado por agua

con el objetivo de describir el funcionamiento y los principios fsicos que actan

sobre este, as mismo conocer detenidamente las causas de su movimiento y la

relacin que tiene el agua y el aire para generarlo.

Las principales leyes que permiten explicar cmo interviene la fsica en nuestro

proyecto son:

PRIMERA Y SEGUNDA LEY DE NEWTON:

La primera ley de newton define: Todo cuerpo continua en su estado de reposo,

o con velocidad constante a menos que acte sobre l una fuerza neta1, la

tendencia de un cuerpo a mantener su estado de reposo o movimiento constante

se debe a la inercia.

La segunda ley de Newton se puede definir mediante la siguiente formula:

F = m a

Dnde: La aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta

que acta sobre l y es inversamente proporcional a su masa, es decir que

cuanto mayor es la masa de un objeto, menos acelera cuando acta sobre l

una fuerza.La direccin de la aceleracin va segn la direccin de la fuerza neta

que acta sobre el objeto.

Estas dos leyes acabadas de mencionar se relacionan con nuestro proyecto de

la siguiente manera: En el momento en el que el carro hidrulico se encuentra

situado en el suelo est en un estado de reposo hasta que un agente externo

acta sobre l y cambia su posicin inicial para acelerarlo, previo a la

aceleracin se debe cargar con aire la botella de manera que el agua se

transmita a todos los puntos con la misma intensidad y en el momento en que

se suelte la vlvula el agua salga con determinada presin y ocasione la

aceleracin del vehculo.

Lo dicho anteriormente adems de tener relacin con las dos leyes de Newton

est directamente asociado al PRINCIPIO DE PASCAL, el cual se basa en que

Cualquier cambio de presin en un punto de un fluido en equilibrio se transmite

con la misma intensidad a todos y cada uno de los puntos del fluido, es decir,

un lquido, encerrado en un recipiente, transmite un cambio de presin a todos

los puntos del mismo sin alterar su valor.

1 Douglas C. Giancoli, fsica para ciencia e ingeniera, Mxico, Pearson, 2008

TERCERA LEY DE NEWTON EN EL CARRO HIDRAULICO:

El carro hidrulico se basa en principio de accin-reaccin (tercera ley). Ya que

en el momento en el que el carro expulsa la materia que tiene dentro este se

desplaza en direccin a la aceleracin pero en sentido opuesto a la expulsin de

la materia.

En este caso, la materia que se expulsa es el agua y el medio para expulsarlo

es el aire bajo presin.

El carro funciona mediante el principio de accin-reaccin o tercera Ley de

Newton. Al acelerar ejerce una gran fuerza sobre los gases, los que a su vez,

ejercern otra igual y contraria que lo har despegar.

Hay que destacar que, aunque los pares de accin y reaccin tengan el mismo

valor y sentidos contrarios, no se anulan entre s, puesto que actan sobre

cuerpos distintos.

Cuando dos partculas interaccionan la fuerza que haga la partcula 1 sobre 2 es

igual en mdulo y direccin pero de sentido contrario a la que hace 2 sobre la 1

Es decir, las fuerzas en la naturaleza se presentan por pares, fuerza de accin y

fuerza de reaccin. Es conveniente decir aqu que no todas las fuerzas de igual

mdulo y direccin pero de sentido contrario son fuerzas de accin y reaccin de

momento se ha de tener en cuenta que estas fuerzas actan sobre cuerpos

diferentes.

Accin: El carro realiza una fuerza sobre el suelo para poder saltar e

impulsarse.

Reaccin: La fuerza del suelo acta en sentido contrario a la indicada por

el carro lo que hace que el carro se eleve y salte.

MOVIMIENTO PARABOLICO:

Previo a que el carro inicia su movimiento, este se encuentra en reposo Vo= 0,

cuando al carro se le suelta la vlvula de la parte inferior de la botella como ya

se haba dicho anteriormente el carro acelera cambiando su velocidad con

respecto al tiempo y con la ayuda de dos ramplas el carro adquirir un

MOVIMIENTO PARABOLICO, siguiendo las siguientes caractersticas:

Este movimiento se encuentra compuesto por movimientos perpendiculares

Un movimiento horizontal: Que es rectilneo uniforme (MRU)

Uno vertical: En el que acta la gravedad, llamado movimiento rectilneo

uniformemente acelerado. (MRUA), a medida en que el carro va ascendiendo va

disminuyendo su velocidad y a medida en que desciende aumenta la velocidad

Cuando el carro llega a una altura mxima presenta solo una componente

horizontal con velocidad constante, por lo tanto como no hay cambio en la

velocidad, su aceleracin va a ser igual a 0

En el momento en el que el carro asciende y desciende adquiere las dos

componentes de la velocidad tanto en X como en Y.

Para concluir es necesario mencionar como se ejerce el impulso en el cuerpo

aplicando su frmula:

=

=

Mediante estas frmulas se puede deducir que la fuerza es proporcional al

desplazamiento y equivale a la masa por la aceleracin del cuerpo por lo t