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COHETE HIDRAULICO COLOMBIANITO BRAYAN RODOLFO MANTILLA GIRON MAIRA CAMILA PINZON CRUZ LISETH STEFANY DIAZ ARDILA PRESENTADO A: JAVIER BOBADILA FISICA TERMODINAMICA GRUPO: 6M

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COHETE HIDRAULICOCOLOMBIANITO

BRAYAN RODOLFO MANTILLA GIRONMAIRA CAMILA PINZON CRUZLISETH STEFANY DIAZ ARDILA

PRESENTADO A:JAVIER BOBADILA

FISICA TERMODINAMICAGRUPO: 6M

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALESFACULTAD DE INGENERIA INDUSTRIAL

BOGOTA-CUNDINAMARCA2014

TABLA DE CONTENIDO

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1.Objetivos.2.Antecedentes.3.Marco teórico.4 Materiales necesarios para la elaboración de un cohete de agua.5. Elaboración del cohete de agua.6. Lanzamiento del cohete de agua.6.1 Análisis de resultados.7. Conclusiones.8. Bibliografía.9. Anexos

COHETE HIDRAULICO COLOMBIANITO.

1. OBJETIVOS

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OBJETIVO GENERAL:

Construir un cohete hidráulico, mediante indicaciones expuestas por el docente, para afianzar de manera experimental los conceptos vistos en clase.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Elaborar un cohete hidráulico con material casero. Practicar el proyecto para que todo salga acorde con las

indicaciones del profesor. Determinar cuales factores influyen al momento de lanzar el

cohete. Descubrir de manera experimental, la cantidad de agua y presión

que se deben agregar para que el cohete caiga en la precisión adecuada.

Ganar la competencia, para así demostrar las habilidades que adquirimos durante intentos anteriores.

2. ANTECEDENTES:

Históricamente el cohete se descubrió por la pólvora de los antiguos japoneses, chinos y en la aplicación de esto en las armas y sus derivados, el cohete fue desarrollado en el siglo XI, pero en el inicio de este se engrandece al siglo XIX por el matemático y físico Eduardovitch quien contribuyo teóricamente con la astronomía, por otra parte Robert Goddard, estudio sobre la dinámica de los cohetes y Werher Von Braun formalizo la construcción del cohete que inicio experimentándolos, construyo varios modelos que tenía como interés dotar sus aviones como misiles.

El cohete de agua es elaborado por las botellas de polietilinotereltalato, que fueron empleados en el año 1974 en estados unidos y su uso aumento rápidamente a medida que difundían los consumidores.La idea de fabricar cohetes impulsados por aire a presión surgió en el año 1983 como proyecto fin de carrera en una universidad de EEUU.

En la actualidad, la construcción y el lanzamiento de cohetes de agua se realizan devarias maneras en distintas partes del mundo. Los modelos de cohetes son popularesen los Estados Unidos y escuelas, museos de ciencias, etc.se organizan actividades deconstrucción de cohetes de agua; se encuentran a la venta diversos

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modelos decohetes de agua para armar.

4. MARCO TEÓRICO :

Presión: El concepto de presión es muy general y por ello puede emplearse siempre que exista una fuerza actuando sobre una superficie. Sin embargo, su empleo resulta especialmente útil cuando el cuerpo o sistema sobre el que se ejercen las fuerzas es deformable. Los fluidos no tienen forma propia y constituyen el principal ejemplo de aquellos casos en los que es más adecuado utilizar el concepto de presión que el de fuerza.

Cuando un fluido está contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus paredes y, por tanto, puede hablarse también de presión. Si el fluido está en equilibrio las fuerzas sobre las paredes son perpendiculares a cada porción de superficie del recipiente, ya que de no serlo existirían componentes paralelas que provocarían el

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desplazamiento de la masa de fluido en contra de la hipótesis de equilibrio. La orientación de la superficie determina la dirección de la fuerza de presión, por lo que el cociente de ambas, que es precisamente la presión, resulta independiente de la dirección; se trata entonces de una magnitud escalar.

En el SI la unidad de presión es el pascal, se representa por Pa y se define como la presión correspondiente a una fuerza de un newton de intensidad actuando perpendicularmente sobre una superficie plana de un metro cuadrado. 1 Pa equivale, por tanto, a 1 N/m2.

Reacción y Acción: En sus estudios de Dinámica, Newton se dio cuenta de que las fuerzas siempre aparecen como resultado de la interacción de dos cuerpos. Es decir, la acción de una fuerza sobre un cuerpo no se puede manifestar sin que haya otro cuerpo que la provoque. Entonces podemos enunciar el principio de acción y reacción de la siguiente manera.

A una de las fuerzas se la llama acción, y a la otra reacción, pero esta denominación es puramente convencional; no tiene importancia a cuál se la llama acción y a cuál reacción, porque ambas aparecen al mismo tiempo. Para señalar ese hecho se usa, también, la expresión par de

interacción.

Aire Libre: Las cantidades en SCFM ó Nm3/ min que se dan generalmente en los catálogos para el consumo de aire por las herramientas

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neumáticas o equipos.  Se refieren al aire libre por minutos (aire atmosférico a la presión y a la temperatura estándar o normal).El dato sobre la capacidad del compresor que da el fabricante debe estar también referido  el aire libre, con el objeto que exista una correspondencia entre consumo y capacidad.  Como no es posible medir el aire  a la admisión los fabricantes toman el aire libre a la salida del compresor y mediante fórmulas lo llevan a la admisión y es así como especifican la capacidad del compresor.  A veces se presenta errores porque se selecciona un equipo basado en aire libre, por ejemplo, se mide el volumen de un cilindro neumático, pero este volumen ya va a estar comprimido entonces habría que llevarlo a aire libre; para hacer esta relación se tiene la siguiente expresión.

  donde,Vr = Volumen real de aire libreP1 = Presión atmosférica del lugarP0 = Presión atmosférica estándar /normal

Comprensión de Aire: La compresión de aire tiene un propósito básico que es el de suministrar un gas a una presión más alta del que originalmente existía.  El incremento de presión puede variar de unas cuantas onzas a miles de libras por pulgada cuadrada (PSI) y los volúmenes manejados de unos pocos pies cúbicos por minuto (CFM) a cientos de miles.La compresión tiene variedad de propósitos:

·        Transmitir potencia para herramienta neumática.·        Aumentar procesos de combustión.·        Transportar y distribuir gas.·        Hacer circular un gas en un proceso o sistema.·        Acelerar reacciones químicas.

Movimiento Parabólico: 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.

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Puede ser analizado como la composición de dos movimientos

rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

Cantidad de movimiento: La cantidad de movimiento o momento lineal se refiere a objetos en movimientos y es una magnitud vectorial que desempeña un papel muy importante en la segunda ley de Newton. La cantidad de movimiento combina las ideas de inercia y movimiento. También obedece a un principio de conservación que se ha utilizado para descubrir muchos hechos relacionados con las partículas básicas del Universo. La ley de la conservación de la cantidad de movimiento y la ley de la conservación de la energía, son las herramientas más poderosas de la mecánica. La conservación de la cantidad de movimiento es la base sobre la que se construye la solución a diversos

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problemas que implican dos o más cuerpos que interactúan, especialmente en la comprensión del comportamiento del choque o colisión de objetos.

4. MATERIALES

Cohete:

1 botella de 600 ml1 valvularef: TRA15 – A041SiliconaPlastilina

Mejoras y base:

1 bomba con manómetroPapel contactMaderaBisagrasPalos de valso Pegante de madera

5. PROCEDIMIENTO

Elaboración del cohete

Primero que todo, cortamos dos botellas de 600 ml y lo pegamos como se muestra en la figura.

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Luego de esto, la pintamos de color negro con aerosol negro, para que pintara el plástico correctamente.

Luego pegamos los alerones a la parte inferior del cohete con cinta adhesiva negra, para que no se cayera al momento de aterrizar éste mismo.

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Luego comenzamos a forrar el cohete con papel contac de colores, para darle un aspecto patriota. Aquí podemos apreciar que comenzamos con el color rojo.

Aquí ya nos faltaba tan solo la parte de adelante.

Aquí podemos verlo totalmente terminado. En la parte superior del cohete le agregamos más cinta negra para amortizar el golpe.

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6.LANZAMIENTO:

Luego de fijar todos estos parámetros, de averiguar todo sobre los cohetes hidráulicos, llegó le etapa final. La etapa del lanzamiento.

Herramientas y equipos necesarios para el lazamiento:

Cohete ya totalmente terminado.Base de lanzamiento.Bomba de aire a presión.Válvula de presión.Recipiente que contenga agua.Jeringa.

Parámetros para el lanzamiento.

Se hizo en un parque cerca de la ECCI. Enla Cra 21 con calle 52. El profesor en la cancha hizo 3 áreas. Un área que equivaldría a 30 puntos, otra 60 puntos y la otra de 100 puntos.

Así como se muestra en la figura:

El parámetro de lanzamiento fue el siguiente:No se podía salir de la cancha, (Lo que constaba de desacalificación) 0 puntos.Se hizo en dos fases: La primera fase constaba de 3 lanzamientos, los cuales se tendría que

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hacer 120 puntos. Aquellos que hacían estos 120 puntos pasaban a la segunda fase, de lo contrario se descalificaba.La segunda fase constaba de 2 lanzamientos, aquel grupo que hiciera más puntos en estos dos lanzamientos era el ganador.

Comienzo de los lanzamientos:

Se hicieron 9 grupos, cada uno tenía que lanzar cuando el profesor fiera la orde. El grupo número 7 que éramos nosotros, hicimos nuestro primer lanzamiento.

Contando así los 115 ml para poder lanzar el cohete.

Y así en las otras 2 pruebas.

Datos obtenidos. Número de

lanzamiento.

Cantidad en ml de H20.

Ángulo de lanzamiento.

Distancia aproximada alcanzada.

Puntos obtenidos.

1. 115 45º 12,5m. 602. 120 45º 22m. 03 113 45 20m 0

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6.1 ANALISIS DE RESULTADOS:

Al momento de el primer lanzamiento nos fue bien, porque anteriormente habíamos hecho la misma cantidad de agua y el mismo ángulo y había caído en el mismo lugar.

En el segundo lanzamiento hicimos totalmente lo mismo, pero los factores que pudieron influir son muchos, la forma de colocar la válvula de presión o quizá se dañó la bomba de presión por tanto prestarla o utilizarla.

En el tercer lanzamiento lo que más nos influyó son la presión, no la presión de física sino aquella presión por pasar. Quizá por esta presión que teníamos de pasar esta prueba con 60 puntos o más se nos fueron uno ml de más o la presión (de física) que había en el manómetro y la cual siempre habíamos hecho no marcó la que era.

7. CONCLUSIONES:

El presente trabajo abordo la construcción de un cohete de agua a presión, el cual su objetivo final fue buscado que el cohete impacte en un blanco determinado o bien un alcance a una distancia con una presión de aire limitada. Así mismo realizando cálculos teóricos necesarios, a partir de un modelo del cohete mediante pruebas de ensayo, para evaluar las cambiantes que pueden afectar un vuelo parabolico que permitan alcanzar el objetivo propuesto.

Tras haber finalizado el experimento, demostramos que el diseño fue adecuado, pero nos faltó un poco más de concentracíón a la hora de agregarle agua, ya que pudimos haberle inyectado más o menos agua a la prevista por intentos anteriores..

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Así mismo adquirimos pensamiento científico, experiencia de experimentacion, observación, conocimientos y entendimiento todo abjunto con actitud positiva e interes.

8. BIBLIOGRAFÍA:

Física preuniversitaria. I- Paul A. TiplerTermodinámica- Kurt C. Rolle

https://sites.google.com/site/327fisica/tercera-ley-de-newton-principio-de-interaccion/principio-de-accion-y-reaccion

http://www.natureduca.com/fis_estaflu_presion01.php

http://movimientoparabolicokrisia.blogspot.com/

http://www.proyectosalonhogar.com/enciclopedia_ilustrada/ciencias/cantidad_movimiento.htm

9. ANEXOS

Video de competencia y lanzamiento de cohete hidráulico https://www.youtube.com/watch?v=pzg8JAB00gM&feature=youtu.be%5B%2Fembed%5D