Globo Aerostatico

PLANTEAMIENTO

El problema, consiste en la demostración de la fuerza de empuje y principio de Arquímedes por medio del diseño de un globo aerostático a escala lo que permitiría al estudiante de ingeniería visualizar el fenómeno físico que se presenta en la elevación de los globos aerostáticos.

También, en este proyecto se pretende demostrar que el globo aerostático cumple su función de elevarse, debido a la diferencia de densidad de los gases. Es decir que el aire que está contenido en el globo es caliente y tiene menor densidad que el aire que está en el ambiente por lo tanto el principio de Arquímedes se cumple en estos dispositivos.

JUSTIFICACIÓN

Es fundamental realizar el diseño y presentación del globo aerostático, porque se demostraría la fuerza de empuje y principio de Arquímedes en fluidos, en este caso se demostrará que los gases se comportan como fluidos.

Es necesario también realizar la demostración experimental del funcionamiento de estos globos aerostáticos, para el diseño general de estos dispositivos y poder visualizar cómo se logra el diseño de los mísmos en la realidad.

La experimentación con globos aerostáticos se puede emplear para fines artísticos, se pretende inducir al estudiante en este arte.

OBJETIVOS

1- Objetivo General:

• Demostrar el principio de Arquímedes en los globos aerostáticos debido a los gases, cómo influyen las densidades de éstos para su funcionamiento y el mecanísmo de transferencia de energía llamado convección en los gases.

2- Objetivos Específicos:

• Diseñar un globo aerostático a escala.

• Analizar cómo se cumplen la fuerza de empuje y principio de Arquímedes en los globos aerostáticos.

• Observar el desarrollo experimental de los principios físicos que influyen.

ANTECEDENTES

Recientes investigaciones han demostrado que el 8 de agosto de 1709, el sacerdote brasileño Bartolomeu de Gusmão hizo la primera demostración de ascensión aérea en globo de aire caliente no tripulado en la Casa de Indias de Lisboa, ante la corte del rey Juan V de Portugal.

Los hermanos Joseph y Jacques Montgolfier realizaron la primera demostración pública de su invento el 4 de junio de 1782 en Francia. Su sueño de llegar hasta el cielo se hizo realidad. La idea del globo aerostático comenzó a gestarse cuando los hermanos estaban sentados frente a una fogata. Notaron que el humo se elevaba y pensaron en la oportunidad de aprovechar dicha cualidad.

Luego de experimentar, comprendieron que el aire caliente es más liviano que el frío, por lo que tiende a subir. Decidieron crear una máquina que permitiera volar con este principio.

Joseph y Jacques Montgolfier lanzaron su primer modelo en septiembre de 1782. El vuelo inicial demostró que su teoría estaba en lo cierto. El 4 de junio de 1783 realizaron una demostración pública con un globo aerostático de diez metros de diámetro en un mercado francés. Estaba construido con tela y papel.

Más de 130.000 personas quedaron anonadadas cuando en Septiembre del mismo año en Versalles volvió a volar. Luis XVI, María Antonieta y la corte francesa presenciaron el momento. Un gallo, una oveja y un pato fueron sus tripulantes.

En la actualidad se puede ver claramente que se pueden realizar viajes extensos y no extensos en naves aerostáticas o de aire caliente como lo son los globos aerostáticos a gran escala y de materiales que soportan más calor.

METODOLOGÍA

Éste tipo de investigación, va a ser teórico-práctica ya que se diseñará un globo aerostático, además las fuentes de información a utilizar son los textos de física que

proporciona la institución (universidad) y otras bibliotecas de la ciudad.

Por último se tendrá la ayuda de la gran red (Internet) con el propósito de ampliar la información teórica y experimental que sea útil para este proyecto investigativo.

Se tendrá un dispositivo denominado globo aerostático, el cual consiste en papeles unidos estratégicamente para formar una figura en forma de globo y una base con aro de alambre, que con una mecha se calienta el aire dentro de el por lo cual se elevará considerando el globo como una porción de aire caliente que es empujada hacia arriba por la diferencia entre las densidades del aire caliente y el aire frío que existe en medio ambiente.

Luego se pretende calentar el aire con un mechero en el laboratorio y observar que ocurre, para lograr una conclusión entre la comparación de ambos.

Por último se buscará información de globos aerostáticos realizados y hacer comparaciones de las cuales se puedan inferir conclusiones a partir de las cuales los próximos diseños sean más efectivos.

EL GLOBO AEROSTÁTICO

Un aerostato de gas es un globo aerostático que se mantiene a flote al estar inflado con un gas menos denso (más liviano) que el aire, generalmente helio o hidrógeno. Un aerostato de gas se conoce también como charlière por su inventor Jacques Charles. Un aerostato, o globo aerostático, es una aeronave no

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