Plantilla IEEE Reportes Física I Primavera

Proyecto: Cohete Hidro-propulsado

Física I

Pedro Calderón Quiroz, Armando Enríquez Puga, Jonathan Hernández Soto, Juan Antonio Hernández Navarrete, Benjamín Lozano Cruz, Elsa Chavira Martínez

Facultad de Ciencias de la Computación.

14 Sur y San Claudio, Edif. 104C, Ciudad Universitaria, Col. San Manuel, C.P. 72570, Puebla, Pue., México.

caldepedroq@gmail.com, armandoenriquezpuga@gmail.com, jonathan.soto21@hotmail.com, malakian615@gmail.com, benjy10@hotmail.com, elsachavira56@hotmail.com 

Abstract— This project was made possible through the use of recycled bottles to create the body of our 'Hydro-Driven Rocket', an air pump and water. The experimentation of the launch consisted of filling the bottle with approximately 500 ml of water and then covering it with a nozzle connected to the air pump, so that there was no leakage. We pumped air into the bottle and after a few moments we obtained that with the air pressure inside the bottle it was expelled and moved a few meters through the air.

Keywords— Bottle, displacement, flight, gravity, hydropower, pressure, pump, rocket, speed, water.

Resumen—Este proyecto fue posible realizarse por medio de la utilización de botellas recicladas para crear el cuerpo de nuestro ´Cohete Hidro-propulsado´, una bomba de aire y agua. La experimentación del lanzamiento consistió en llenar la botella con aproximadamente 500 ml de agua para luego taparla con una boquilla conectada a la bomba de aire, a modo que no hubiera fuga. Bombeamos aire dentro de la botella y tras unos momentos obtuvimos que con la presión de aire dentro de la botella esta saliera expulsada y se desplazara unos metros por el aire.

Índices— Agua, botella, bomba, cohete, desplazamiento, gravedad, hidropropulsión, presión, velocidad, vuelo.

1. Nomenclatura

ɵ: Angulo de inclinación.

a: Aceleración.

dh: Distancia recorrida.

Ec: Energía Cinética.

Ep: Energía Potencial.

f: Fuerza.

g: Fuerza de gravedad.

h: Altura.

hmax: Altura máxima alcanzada.

i: Impulso.

m: Masa

t: Tiempo(Segundos).

vix: Velocidad con respecto al eje X.

viy: Velocidad con respecto al eje Y.

vo: Velocidad inicial.

vt: Velocidad total.

w: Trabajo.

1. Introducción

En el siguiente documento se explicará a gran detalle todo el proceso (tanto científico como práctico) de nuestro  proyecto realizado. Con el propósito de que la audiencia conozca los más pequeños detalles de la función de un cohete hidro-propulsado. En él se explica cómo se presenta el movimiento parabólico, de igual manera se estudia la relevancia que hay en conocer el trabajo, impulso, energía, masa, peso, y otros factores que intervienen en el funcionamiento de dicho artefacto y su correlación el resultado final del mecanismo.

1. Preparación del Trabajo (Marco Teórico)

Los temas que abarcaremos en este proyecto son: tiro parabólico, energía y trabajo; todo esto enfocado a nuestro cohete hidro-propulsado, como ya sabemos el tiro parabólico es un ejemplo de movimiento realizado por un cuerpo en dos dimisiones o sobre un plano, por ello aplicamos las ecuaciones que nos ayudan a obtener alcance máximo, velocidad, altura máxima, tiempo de vuelo y energía aplicada.

El tiro parabólico es la resultante de la suma vectorial de un movimiento horizontal uniforme y de un  movimiento vertical rectilíneo uniformemente variado. Existen dos tipos de tiro parabólico; tiro parabólico horizontal y tiro parabólico vertical.

El tiro parabólico horizontal se caracteriza por la trayectoria o camino curvo que sigue un cuerpo al ser lanzado horizontalmente al vacío, resultado de dos movimientos independientes: un movimiento horizontal con velocidad constante y otro vertical, el cual se inicia con una velocidad cero y va aumentando su magnitud en la misma proporción de otro cuerpo que cayera al vacío desde el mismo punto en el mismo instante. La forma de la curva descrita es abierta, simétrica respecto a un eje y con un solo foco, es decir, una parábola.

El tiro parabólico vertical se caracteriza por la trayectoria que sigue un cuerpo cuando es lanzado con una velocidad inicial que forma un ángulo con el eje horizontal

En el caso de la energía se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía.

Se conoce como energía potencial a la capacidad que tiene un cuerpo para desarrollar una acción de acuerdo a cómo están configurados en el sistema de cuerpos que realizan fuerzas entre sí. En otras palabras, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición del cuerpo.

PROCEDIMIENTO DE LOS CALCULOS

• Gravead:       [pic 3]
• Masa: [pic 4]
• Tiempo de vuelo: [pic 5]
• Ángulo de inclinación: [pic 6]

FÓRMULAS UTILIZADAS EN EL EXPERIMENTO
DE CINEMÁTICA Y FUERZA.

1.- [pic 7]

2.- [pic 8]

3.- [pic 9]

4.- [pic 10]

CALCULAR VELOCIDAD INICIAL

Datos:

• t = 2.5 s

•[pic 11]

[pic 12]

Sustitución

[pic 13]

[pic 14]

CALCULAR IMPULSO Y FUERZA

Datos:

• [pic 15]
• [pic 16]

Formulas:

• [pic 17]
• [pic 18]

Sustitución:

• [pic 19]
• [pic 20]

CALCULAR ALTURA MÁXIMA

Datos:

• [pic 21]
• [pic 22]

Formulas:

• [pic 23]

Sustitución:

• [pic 24]
• [pic 25]
•  = 5.422628 m  [pic 26]

TRABAJO REALIZADO (VERTICAL)

Datos:

• [pic 27]
• [pic 28]

Formulas:

• [pic 29]
• [pic 30]

Sustitución

• [pic 31]
• [pic 32]
•  [pic 33]

ENERGÍA: CINÉTICA

Datos:

• [pic 34]
• [pic 35]

Formulas:

• [pic 36]

Sustitución

• [pic 37]

ENERGÍA: POTENCIAL

Datos:

• [pic 38]
• [pic 39]
• [pic 40]

Formulas:

• [pic 41]

Sustitución

• [pic 42]

1. Desarrollo del Trabajo experimental

La elaboración de nuestro cohete hidro-propulsado se llevó a cabo dentro de las instalaciones de la Facultad de Ciencias de la Computación y  las pruebas de lanzamiento fueron hechas alrededor de Ciudad Universitaria.

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