miércoles, 11 de enero de 2017

ROBOT HIDRÁULICO

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Se agradece el apoyo en compartir su trabajo de ciencias, a los siguientes estudiantes:

·         Bobadilla Avelino , Freddy Williams
·         Sarmiento Ramos , Percy Isidro
·         Gámez Solano , Kevin
·         Enriquez Lopez, Jean Pool 

Chimbote, Noviembre 2015


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INTRODUCCIÓN


En el siguiente proyecto trataremos de informarles acerca de un tema muy importante que hoy en día se utiliza con frecuencia en el campo de la ingeniería industrial y mecánica, el principio de pascal y algunas de sus aplicaciones.

El principio de pascal hace referencia a que la presión que ejerce un fluido que está en equilibrio y que no puede comprimirse, alojado en un envase cuyas paredes no se deforman, se transmite con idéntica intensidad en todos los puntos de dicho fluido y hacia cualquier dirección. Además es la clave del funcionamiento de las prensas hidráulicas, un tipo de máquina se toma como base para la creación de frenos, elevadores y otros dispositivos que se utilizan en las industrias.

En este informe demostraremos mediante el experimento realizado el principio de pascal y su funcionamiento, así como también la influencia hidrostática en diferentes campos de la mecánica.

A continuación solo trataremos de darles a conocer lo más importante de este proyecto, en resumen solo lo que se puede utilizar como información para detallarlo en su conocimiento, si bien sabemos que este tema es muy indispensable para nosotros como ingenieros mecánicos ya que es muy beneficioso en el uso de la industria mecánica y que últimamente ha tenido mayor importancia y dedicación por las diferentes empresas a cargo de realizar estos mecanismos que ayudan a que mediante el principio de pascal se puedan construir maquinas que mediante sistemas hidráulicos y con una fuerza menor puedan levantar grandes objetos.

También se presenta el desarrollo del proyecto paso a paso así como los materiales para elaborarlo y el respectivo funcionamiento.


OBJETIVOS

  ü   OBJETIVOS GENERALES:

Construcción y operación de un robot casero construido/elaborado mediante un sistema    hidráulico.
 Este proyecto pretende demostrar más dinámicamente con elementos de poco valor el      funcionamiento de la teoría de pascal, un robot hecho con material reciclado como cajas  vacías, jeringas, etc.

ü OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Demostraremos que en el robot hidráulico, en los brazos que tiene se aplica el mismo  proceso de la prensa hidráulica ya que esta levanta grandes masas con pequeña fuerzas.


FUNDAMENTO TEÓRICO


BLAISE PASCAL:

El distinguido matemático, físico, filósofo y escritor francés Blaise Pascal nació el 19 de junio de 1623 en Clermont-Ferrand, Auvernia, entonces una pequeña población de 9,000 habitantes. Su padre, Etienne Pascal, magistrado y presidente de la Corte de Auvernia, se dedicaba a juzgar los pleitos en materia de impuestos. Era un hombre educado y culto, considerado un intelectual. En particular, dominaba las Matemáticas.

Etienne Pascal decidió no mandar a su hijo a la escuela sino educarlo él mismo de una manera que podríamos llamar “liberal”. Le enseñó Gramática, latín y español, según un método original. El niño era extraordinariamente precoz; tenía una mente brillante, aunque también un físico débil y enfermizo.
 
Su primera hazaña espectacular fue demostrar por su iniciativa y sin la sugestión de ningún libro que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a dos ángulos rectos. Esto lo alentó a continuar con sus investigaciones.
A los 18 años, el joven Blaise, que tenía ya fama de prodigio matemático, inventó y construyó, para ayudar a su padre en sus cálculos aritméticos, la primera máquina sumadora de la historia, precursora de las calculadoras.

Pascal seguía intelectualmente muy activo, pese a que todo su aparato digestivo funcionaba mal, continuaron sus jaquecas y además sufrió parálisis temporales de las piernas.
Estudiando las obras de Evangelista Torricelli sobre la presión atmosférica, reprodujo sus experimentos sobre el vacío y verificó sus conclusiones acerca del efecto de la presión atmosférica sobre el equilibrio de los líquidos.
Estudios posteriores lo llevaron a inventar la prensa hidráulica y la jeringa, así como a descubrir la Ley de Pascal “La presión ejercida sobre un líquido se transmite por igual en todas las direcciones.” El principio se usa en dispositivos que multiplican una fuerza aplicada y la transmiten a un punto de aplicación, como el gato hidráulico y los frenos hidráulicos.

En la creación que hizo junto con Fermat de la teoría matemática de la probabilidad, Pascal descubrió un nuevo mundo al plantear y resolver un problema importante, el de llevar al puro azar, que superficialmente parece no obedecer a leyes, al dominio y la ley del orden, de la regularidad.

El 19 de agosto de 1662, su infortunada existencia terminó entre terribles dolores y convulsiones, víctima de un tumor maligno en el estómago que luego se propagó al cerebro.


Murió a la edad de 39 años, después de recibir en un éxtasis de alegría el Sacramento de la Extremaunción. En honor a su legado, su nombre fue utilizado para la unidad de presión Pascal es definida como la que ejerce una fuerza de 1 Newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado y su símbolo es Pa.




PRECURSOR DE LA PRENSA HIDRÁULICA:

Joseph Bramah (13-Abril-1748 – 9-Diciembre-1814), nacido Stainborough Lane Farm Wentworth, Yorkshire, Inglaterra. Fue un inventor y cerrajero. Él es mejor conocido por haber inventado la prensa hidráulica. Junto con William George Armstrong, puede ser considerado uno de los dos padres de la ingeniería hidráulica.


La prensa hidráulica depende del principio de Pascal, que la presión a lo largo de un sistema cerrado es constante. La prensa tiene dos cilindros y pistones de diferentes zonas de la sección transversal. Si se ejerce una fuerza sobre el pistón más pequeño, esto se traduzca en un mayor vigor en la más grande del pistón. La diferencia de las dos fuerzas será proporcional a la diferencia en el área de los dos pistones.


Joseph Bramah, utilizó el descubrimiento de Pascal para fabricar una prensa hidráulica.
oSi una pequeña fuerza, actúa sobre un área pequeña, ésta creará una fuerza proporcionalmente mas grande sobre una superficie mayor.
ü Propagación de la presión
ü Multiplicación de la fuerza
ü Multiplicación de la presión
ü Multiplicación de la distancia








1.    PRINCIPIO DE PASCAL:

En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: “el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo”. Es decir que si en el interior de un líquido se origina una presión, estas se transmiten con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. En el sistema internacional, la unidad de presión es 1 Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por 1 newton sobre la superficie de 1 metro cuadrado.

“La presión existente en un líquido confinado (encerrado) actúa igualmente en todas direcciones, y lo hace formando ángulos rectos con la superficie del recipiente".





2.    PRESION HIDROSTATICA:

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión.

La presión hidrostática (P) puede ser calculada a partir de la multiplicación de la gravedad (g), la densidad (d) del líquido y la profundidad (h). En ecuación: P = d . g. h.


ROBOT HIDRAULICO:
Los robots son máquinas que pueden programarse para llevar a cabo cualquier tarea, particularmente las peligrosas o lejanas. Mientras que la mayor parte de los robots operan a partir de electricidad y programados por computadoras, algunos utilizan sistemas hidráulicos. Éstos generan movimiento, y un robot a jeringuillas utiliza el líquido en ellas para mover sus partes. No puedes programar un robot a jeringuilla como programarías uno industrial, pero puedes hacer que mueva objetos a distancia.












COHETE IMPULSADO POR AGUA

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Trabajo realizados por los estudiantes: 


  • Avila Bracamonte Julio
  • Campomani Vara Emely
  • Huertas Regalado Billy
  • Moreno Rodriguez Harold
  • Teodosio Blas Paola

  •  2015

    CHIMBOTE - PERÚ
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    COHETE IMPULSADO POR AGUA
    OBJETIVOS
    • Diseñar y construir un cohete impulsado por agua.
    • Aplicar los conocimientos de la física para la construcción del cohete: principio de acción y reacción, hidrostática, aerodinámica, etc.



          I.             FUNDAMENTO TEÓRICO

    Movimiento vertical de caída libre (MVCL) es el movimiento que realiza un objeto cuando este se suelta o es lanzado de manera vertical.
    El movimiento rectilíneo uniformemente variado teníamos 4 formulas y una del espacio recorrido en el enésimo segundo.
    En el MVCL tenemos las mismas formulas pero con la diferencia de los objetos cuando caen están sometidos a la aceleración de la gravedad, así que con las mismas formulas remplazamos aceleración por gravedad. Y obtenemos las siguiente formulas.

    (+)® El móvil baja
    (-)® El móvil sube


    FÍSICA DEL VUELO

    Un cohete es básicamente una máquina voladora autopropulsada que se mueve siguiendo las Leyes básicas de la física. La diferencia entre este y un avión radica fundamentalmente en que no se apoya en el medio para propulsarse, o sea que puede viajar en el vacío Existen cuatro fuerzas básicas que predominan en el cohete:





    El peso (weight) es la fuerza generada por la atracción gravitacional de la Tierra. Depende de la masa, pero en este caso como no la conserva durante todo el vuelo consideraremos la masa total sólo en el primer momento y aplicada en el centro de gravedad (CG).

    El empuje (thrust) es la fuerza que impulsa hacia arriba y genera el movimiento principal del cohete. Se genera por la salida de masa desde un extremo a alta velocidad cumpliendo el principio de acción y reacción.

    La sustentación aerodinámica (lift) se produce por la acción de las superficies de sustentación cuando el cohete se desplaza.

    La resistencia aerodinámica (drag) es generada por el rozamiento del cuerpo del cohete con el aire, y se opone al movimiento vertical


    LEYES DE NEWTON

    Nuestro cohete además está sometido a las tres leyes o principios de Newton:
    Según la PRIMERA LEY DE NEWTON, si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta.
    El movimiento termina cuando fuerzas externas de fricción actúan sobre la superficie del cuerpo hasta que se detiene. Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste presenta un nivel de resistencia denominado INERCIA. Por tanto, a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia.

    La SEGUNDA LEY DE NEWTON determina que si se aplica una fuerza a un cuerpo, éste se acelera. La aceleración se produce en la misma dirección que la fuerza aplicada y es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se mueve. Si la masa de los cuerpos es constante, la fórmula que expresa la segunda ley de Newton es: 
    Fuerza = masa  aceleración.
    En cambio cuando la masa del cuerpo aumenta o disminuye (cohete), la aceleración disminuye o aumenta. Entonces, debes establecer la cantidad de movimiento (p) que equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Es decir: p = m•v

    La TERCERA LEY DE NEWTON postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en sentido contrario. Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza sobre el primero con igual magnitud y en dirección contraria. La fuerza siempre se produce en pares iguales y opuestos. Por esta razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como "ley de acción y reacción".

    EL ANÁLISIS DEL SISTEMA FÍSICO TIENE LAS SIGUIENTES PARTES:

    - Llenado de aire del recipiente mediante una bomba o bicicleta similar
    - Apertura del orificio en la parte inferior del recipiente y expulsión del agua
    - Empuje que experimenta el recipiente al expulsar el agua
    - Ecuaciones del movimiento


         I.        
    MATERIALES Y HERRAMIENTAS BÁSICAS

    A continuación un vídeo del proyecto: