Cálculo y construcción de un Globo Aerostático

COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE QUINTANA ROO PLANTEL PLAYA DEL CARMEN

Integrantes:

Casarrubias Pérez Frida Monserrat

Minani

Martínez Martínez Neri Deyanira

Reyes Morales Sebastián

Física II

Profesor: Miguel Ángel Contreras Contreras

Tercer parcial

Proyecto:

Cálculo y construcción de un Globo Aerostático

Cálculo y construcción de un Globo Aerostático.

Objetivo:

Poner en práctica las teorías y leyes de la física que gobierna al Globo Aerostático.

Consideraciones teóricas:

Cuerpos más pesados que el aire y cuerpos más ligeros que el aire.

Se considera que un cuerpo es más pesado que el aire cuando comparativamente un volumen igual al del cuerpo, pero imaginativamente formado por aire, dicho cuerpo resulta tener más peso que el formado por el aire.

Dicho de otra manera, la DENSIDAD DEL CUERPO ES MAYOR QUE LA DENSIDAD DEL AIRE.

Recuerda que la densidad  [pic 1]

Ejemplos de estos cuerpos son:

a) Las aves

b) Los aeroplanos

c) Los helicópteros

d) Todo cuerpo cuya densidad sea mayor que la densidad del aire

Densidad del aire.

Se considera que el aire, en condiciones de ATMÓSFERA STANDARD INTERNACIONAL, esto es A NIVEL DEL MAR y 15°C de TEMPERATURA, su densidad es:    ; pero 1 VTM es la Unidad Técnica de masa = 9.8 kg entonces:  [pic 2][pic 3]

Los cuerpos más ligeros que el aire son todos aquellos cuya densidad es menor que la densidad del aire.

Estos pueden ser:

a) El hidrógeno

b) El helio

c) El humo

d) Todo cuerpo cuya densidad sea menor a la densidad del aire

e) El mismo aire, pero CALIENTE, ya que al calentarse pierde densidad y en consecuencia se hace más ligero que el aire que no está caliente.

Relación con la dilatación térmica.

Sabemos que todos los cuerpos se dilatan al calentarse. El aire como cuerpo gaseoso es muy sensible con el aumento de temperatura, fácilmente se dilata siguiendo las leyes de los gases:

PROCESO ISOTÉRMICO o a  TEMPERATURA CONSTANTE:

[pic 4]

PROCESO ISOTÉRMICO o a VOLÚMEN CONSTANTE:

[pic 5]

PROCESO ISOBÁRICO o a PRESIÓN CONSTANTE:

[pic 6]

Cuando todos los parámetros varían, se tiene la ECUACIÓN GENERAL DEL ESTADO GASPOSO:

[pic 7]

En todo caso la temperatura ABSOLUTA es inversamente proporcional al volumen y a la presión:

Nuestro globo se comportará de acuerdo al proceso ISOBÁRICO, ya que se le considera la presión constante.

Relación con el principio de Arquímedes.

Este principio dice: “TODO CUERPO SUMERGIDO TOTAL O PARCIALMENTE EN EL SENO DE UN FLUÍDO EXPERIMENTA UN EMPUJE ASCENDENTE IGUAL AL PESO DEL FLUÍDO DESPLAZADO”.

Nuestro globo es un cuerpo sumergido en el fluido aire y entonces recibe un empuje ascendente igual al peso del aire que desaloja, esto es, igual al propio volumen del globo.

Este empuje es:

   En el sistema técnico gravitacional.[pic 8]

E = empuje recibido.

= Densidad del aire fresco.[pic 9]

 : Volumen del globo.[pic 10]

El PESO MUERTO del globo es el peso mismo del material con que está construido.

El PESO OPERACIONAL del globo es su propio PESO MUERTO MÁS EL PESO DEL AIRE CALIENTE QUE LLEVA EN SU INTERIOR.

El PESO MUERTO lo determinarás por medición directa del peso del material que se ocupará.

El PESO DEL AIRE CALIENTE va a depender de la TEMPERATURA en su interior. Esta la determinaremos por medición directa un termómetro industrial una vez terminado el globo. Esta temperatura será dato que nos permitirá calcular la densidad del aire caliente en su interior y con ello la masa y en consecuencia el peso del aire caliente que lleva dentro.

Materiales usados:

• Tantos kg de papel china (color rosa, rojo, amarillo, azul verde y morado)
• 3 tijeras
• 1 regla curva de corte
• Resistol líquido
• 1 Lápiz
• 1 Goma
• 8 Hojas blancas (para el diseño)
• Cinta adhesiva
• 1 Regla
• Tantos kg de alambre recocido de 32 plg

Desarrollo y construcción:

BOSQUEJO DE LA FORMA:

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