Tiempo de recorrido

Tras un analisis usando malab hemos llegado a la conclusion que el barco demoraria en recorrer los 5 metros en 14,7 segundos, toda la explicacion en el archivo d e matlab adjunto

http://www.megaupload.com/?d=4M6O1QMU

Balde con Agua

Suponiendo que el nivel de agua está a 1,5 [m] de altura sobre la salida del chorro de agua, y el tubo de escape del balde del agua posee una altura de 1,3 [m], tenemos entonces que el nivel del agua dentro del balde es de 0,2 [m]. Suponiendo que la variación de éste nivel dentro del balde y el radio son constantes, tenemos que sus valores en función del tiempo son:

h = ho – m*t

r = ro – n*t

Pero haciendo los cálculos en la zona de prueba, y asumiendo una variación constante de la altura y el radio del nivel del agua con respecto al fondo del balde, se obtuvieron los siguientes resultados:

ho = .266 [m] y ro = .144 [m] (valores iniciales)

m = -.266/10.3 [m/s] y n = -.019/10.3 [m/s] (a este último, con radio inferior balde

igual a .125[m])

Sea Vb el volumen de agua del balde, donde Vb = h*π*r^2. Cuando el chorro de agua se libera, tenemos que la altura y el radio de este volumen varían con el transcurso del tiempo, mientras el volumen disminuye, teniéndose que el caudal por ‘2’ es:

Q = dVb/dt = (dh/dt)*π*r^2 + h*2*π*r*(dr/dt)

Luego, este caudal es el mismo que sale por ‘1’, debido a la continuidad del sistema, cuya velocidad del agua sale a: V = Q/As .

Entonces, esta velocidad nos servirá para calcular la fuerza de impacto que actúa sobre el barco, la cual será: Fch = 2*rho*As*(V)^2 (obtenida del laboratorio Impacto de Chorro

a placa semiesférica),

donde el ‘rho’ es la masa específica del agua, ‘As’ es el área de salida del chorro y ‘V’ la velocidad de salida chorro.

Las fuerzas que se oponen al barco son 3: fuerza opresiva delantera (debido a la presión del agua), fuerza viscosa lateral y fuerza viscosa inferior.

El chorro está en contacto con el barco aproximadamente 2 segundos después de su liberación, instante en que se calcula la aceleración alcanzada por el barco y la distancia que alcanzó a recorrer. Ésta se calculará a partir del tiempo en que el chorro se mantiene en el aire a una v determinada, siendo ésta el instante en que el contacto chorro-barco se termina.

Finalmente, a partir de las fuerzas que se oponen al barco, se calcula la desaceleración que llevará éste en el resto del trayecto, que nos permitirá calcular finalmente el tiempo que demora el barco en recorrer los 5 metros de trayectoria.

ORGANIZACIÓN ENTREGA 2

Para esta entrega, nos reunimos una vez para comprar materiales para la construcción del barco y organizar el trabajo.
Luego, Laura Paz Cerda y Diego Soto trabajaron en la construcción, la que continuará el día viernes 13. Próximamente, subiremos información relacionada con esto.

Por otro lado, Laura Paz Cerda y Diego Soto trabajaron en el análisis de la placa, determinando la fuerza del chorro, y además trabajaron en el análisis hidrodinámico del barco. Para este análisis, tenemos planeado ir prontamente a realizar pruebas y estimaciones experimentales.

Sixto Caviedes se encargo de calcular el tiempo final teórico y además de ayudar a terminar de construir nuestro barco

Comportamiento hidrodinamico

Calculando velocidad del chorro

Es vital estimar la velocidad con la que el chorro golpea a la palca para que produsca movimiento, por lo tanto tenemos que hacer un análisis lo más real posible para estimar lo requerido, podemos ver el procedimiento como sigue:


Estos parámetros serán medidos experimentalmente para poder tener una buena estimación

Más sobre la palca

Para lograr obtener una palca semiesférica, hemos decicido utilizar algo ya con la forma lista y adecuarla a nuestro barco, por lo que usaremos un cucharon metálico de cocina, comose puede apreciar en als siguientes imágenes



Es importante que el material resista el impacto del chorro y no cabe duda que esta palca tendrá la fuerza para ahcerlo, solo hay que estar seguros de que el soporte que contenga a la palca sea también resistente para evitar contratiempos como el doblamiento de la placa y desaprovechar el chorro de agua

Análisis de la placa