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El dirigible óptimo

Proyecto de grado en el área de ciencias basicas
by

Valentina Joya

on 7 June 2013

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Transcript of El dirigible óptimo

El dirigible óptimo La física del vuelo Fase I Fase II Fase III análisis de resultados y conclusiones Justificación

¿Es posible construir un dirigible óptimo y eficiente cuyos materiales y construcción permitan que este funcione correctamente y que sea capaz de soportar un peso determinado a lo largo de su trayectoria de vuelo? Planteamiento del problema

Diseñar, construir y poner en funcionamiento un modelo a escala de un dirigible que varíe en cuanto al gas que logre que este se eleve, y el material del que este hecho con el fin de que este sea óptimo y eficiente. Objetivo general - Conocer el origen y los antecedentes del dirigible.
- Reconocer cómo funciona un dirigible.
- Investigar que gases son viables en la construcción de un dirigible, basándose en el principio de Arquímedes.
- Analizar que material es el más apto y seguro para la construcción del dirigible.
- Aplicar los conceptos básicos de la física para la construcción y funcionamiento correctos del dirigible.
- Ver que autonomía puede tener un dirigible.
- Experimentar con el dirigible construido si su funcionamiento es correcto.
- Identificar si el dirigible puede llegar a cargar un peso determinado.
- Llegar a conclusiones y generalidades del dirigible optimo. Objetivos específicos Hipótesis Es posible construir un dirigible óptimo y eficiente, que funcione con un motor eléctrico tomado de un carro teledirigido y que se eleve una altura mínima de 30 cm y una altura máxima de 150 cm gracias a cámaras de helio contenidas dentro de una forma de aerostato la cual será la forma del diseño del dirigible a construir. El dirigible será hecho con un material resistente, liviano y no conductor de electricidad como la tela, en unas dimensiones de 40 cm de largo y de una radio central de 8 cm. La autonomía del dirigible será de 30 min después de este tiempo su rendimiento disminuirá por lo tanto será menos eficiente. El dirigible tendrá la capacidad de elevar un peso de 100 gr. Marco Teórico Historia y características del dirigible
Propiedades de gases: helio, hidrógeno y nitrógeno
Materiales
Principio de Arquímedes
Fuerzas
Aerodinámica
Velocidad
Motor eléctrico dirigido: batería, tarjeta y control Experimento I Experimento II Experimento III Experimentación Anteproyecto Análisis de resultados Conclusiones Generalizaciones e inferencias Carolina Casas 11b
Valentina Joya 11a
Mariana Restrepo 11a Materiales Laminas de Balso 1.5X10X910 mm
Silicona
Cinta pegante
Globos extra grandes y medianos
Papel fibra de plata
Helio
Motor de conducción continúa
Control
Batería
Tarjeta receptora Diseño del dirigible Construcción del dirigible Instalación de motores Inflado de helio y vuelo Bibliografía Amezcua Paredes, R. (2008). Resistencia Aerodinámica: Modelado Matemático Basado en Resultados Experimentales.
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Se buscaba que el dirigible se elevara a una altura mínima de 30cm, con el fin de poder realizar ciertas pruebas de velocidad, acarreo y altura. Sin embargo, esto no fue posible debido a que el sistema no se elevo. Esto fue ocasionado porque la fuerza boyante del helio no fue lo suficientemente fuerte para elevar el peso del dirigible. Se realizaron unas pruebas extra, con el fin de comprobar esta afirmación. Se desarmo la estructura, liberando los globos. Al globo mayor se le adhieren las distintas estructuras por separado, probando en qué momento se cruzó el límite de peso que el globo podía soportar. Luego de experimentar, se halló que la batería generaba un peso adicional a estipulada en los cálculos hechos previamente. Análisis de resultados: experimento I
•Laminas de balso 1.5x10x910mm
•Silicona caliente
•Pistola de silicona
•Cinta pegante
•Plástico calibre 1 ref. 112
•Helio
•Metro
•Compas
•Regla Análisis de resultados: experimento II Al modificar la estructura, las dimensiones y los materiales el resultado fue de nuevo infructuoso pues el dirigible no se elevó. Este resultado se debió a dos causas principales. La primera fue que hubo un sobrepeso inesperado frente a lo que inicialmente se tenía pensado como peso máximo de la aeronave probablemente proveniente del plástico. Se piensa que la segunda causa de fracaso es el mal sellamiento del plástico a la estructura debido a la complejidad de dicho procedimiento. Análisis final de resultados Los tres experimentos realizados demostraron que uno de los grandes determinantes para la elevación del dirigible es el peso. En los tres casos la construcción de la aeronave se realizó de manera diferente, variando materiales y dimensiones, con el propósito de llegar a que volara el mecanismo. Los motores escogidos fueron los correctos. El último experimento funcionó gracias a lo aprendido en los primeros experimentos fallidos y resultó ser satisfactorio. La hipótesis planteada al inicio del proyecto esta errónea en su mayoría.
Se consiguió el propósito de diseñar, construir y poner en funcionamiento un dirigible a escala en el último intento basándose en lo observado en los primeros intentos fallidos.
Los objetivos específicos se desarrollaron de manera correcta a través del marco teórico en el que se expuso todo lo que involucra el dirigible, su creación y su funcionamiento.
Construir un dirigible no es tan sencillo como se pensaría lo que lo hace muy interesante. Se cree que el dirigible tiene un amplio campo de acción mas allá de la publicidad.
Todavía quedan muchas otras aeronaves por investigar y estudiar a fondo desde esta ciencia. Incluso es posible buscar nuevos mecanismos de transporte aéreo que impliquen menos contaminación y menores costos.
Se debe tener en cuenta el tiempo y el presupuesto a la hora de plantear un proyecto, sin embargo, estos no son los determinantes; lo son la constancia, la perseverancia, el trabajo en equipo y la motivación.
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