Avance de Caf 3 PRINCIPIO DE PASCAL

 

 

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERÚ

EMPLEO DEL PRINCIPIO DE PASCAL EN UN PUENTE LEVADIZO HIDRÁULICO

USE OF THE PASCAL PRINCIPLE ON A HYDRAULIC DRAWBRIDG DRAWBRIDGE E

Trabajo que como parte del curso de Cálculo Aplicado a la Física 3 presentan los alumnos:  alumnos:  Karen, Sifuentes S. Edwin, Atocza A. Vladimir, Vilchez S. Ronil, Fuertes Z. Luis, Vargas R.

Docente: Elmer Gastelo Diaz Lima, Perú 19 de Setiembre del 2019

 

RESUMEN El siguiente trabajo, tiene como finalidad abordar, el empleo del principio de pascal en un puente levadizo hidráulico, empleando como material principal jeringas y otros materiales reciclados para la realización de nuestro proyecto y la demostración posterior. Este principio, consiste en ejercer una presión sobre un fluido incomprensible, en donde va transmitir de igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. La finalidad de este trabajo, es comprender la utilización del principio de pascal, en el instante de que las dos partes del puente elevadizo va lograr descender y ascender. Asimismo, la hidráulica, tiene una aplicación en la construcción de puentes, aplicando  pequeñas fuerzas que luego son amplificadas. amplificadas. El principio de Pascal es una alternativa muy viable para una gran cantidad de actividades, ya que es un sistema que permite regular fuerza y obtener de pequeñas fuerzas iniciales un rendimiento mucho mayor. Es una alternativa muy ocupada hoy en día, ya que incluso se integra en la construcción de autos, en grúas y otras cosas. En el principio de Pascal, la presión se mantiene constante, pero lo que cambia es la fuerza, ya que puede ser amplificada o disminuida según la superficie sobre la cual se aplique esta. Y como en todo el aparato hay una misma presión, entonces si aplicamos esta presión en superficies reducidas, luego la fuerza se hace mayor en superficies más grandes.

Palabras clave: fuerza, rendimiento, amplificación, regulación, fluido, intensidad, dirección. 

ABSTRACT The following work, aims to address, the use of the pascal principle in a hydraulic drawbridge, using as main material syringes and other recycled materials for tthe he realization of our project and subsequent demonstration. This principle consists in exerting pressure on an incomprehensible incomprehensible fluid, where it will transmit of equal intensity in all directions and in all points of the fluid. The purpose of this work is to understand the use of the pascal principle, in the t he instant that the two parts of the elevated bridge will manage to descend and ascend. Likewise, hydraulics has an application in the construction of bridges, brid ges, applying small forces that are then amplified. The Pascal principle is a very viable alternative for a lot of activities, since it is a system that allows to regulate strength and obtain from small initial forces a much higher yield. It is a very busy alternative nowadays, as it is even integrated in the construction of cars, cranes and other things. In the principle of Pascal, the pressure remains constant, but what changes is the force, as it can be amplified or diminished depending depending on the surface on which it is applied. And as there is the same pressure throughout the apparatus, then if we apply this pressure on reduced surfaces, then the force becomes greater on larger surfaces.

Key Word: strength, performance, amplification, regulation, fluid, intensity, direction.

 

  1.- INTRODUCCIÓN El proyecto tiene como fin, incorporar el concepto de la hidráulica (Principio de pascal) a algún elemento que tenga una utilidad para la sociedad. En este caso, se elegirá hacer un  puente, que que se puede puede levantar dividiéndose en dos partes, partes, de manera que pueda abrir paso a  barcos de gran tamaño, haciendo haciendo que que atraviesen por un rio de alguna ciudad, ciudad, y convirtiendo así también a estas ciudades en puertos, mejorando las condiciones de transporte terrestre como las marítimas.

D escr scrii pci pci ón d deel pr pro oyecto yecto:: Se realizará un puente hidráulico, el cual funciona por medio de jeringas llenas de agua. La función de este material, es levantar el puente, gracias a la fuerza que brinda al presionar la  jeringa sobre las demás. Para el desarrollo de la misma, se tomó puntos esenciales:

Pri Pr i mer Punt Punto o: Se investigó los temas de clase y se optó por poner énfasis en el tema de principio de pascal llevándolo a un medio físico plasmado en maqueta.

 Segund  Se gundo o Punt Punto o: Se propuso una fecha para empezar con las respectivas investigaciones y procedimiento de la maqueta.

Tercerr Punto Terce Punto:: Se adquirió los materiales necesarios para el desarrollo del proyecto; proyecto; y se indicó el inicio de la construcción de la maqueta.

Por Últ Úl ti mo: La maqueta será culminada en un periodo aproximado de una semana; descartando posibles errores, para presentar un proyecto de calidad. Los objetivos realizados del proyecto serán, buscar la información necesaria para poder entender la complejidad del puente elevadizo que se diseñara, hacer pruebas sobre líquidos incomprensibles para poder verificar que se cumpla la ley de pascal y así poder implementarlo en el proyecto, también rescatar información sobre otros proyectos realizados para mejores y no cometer los mismos errores que se pudieron haber cometido con anterioridad.

 Alc  A lca ance nces y limi limi taci ones nes La elaboración de este proyecto es explicar el principio de pascal mediante un puente elevadizo casero y por medio de él, describir, comprender, y entender la transmisión de fuerza mediante el uso de la presión hidráulica que brinda la misma intensidad en todas las direcciones. Por otro lado, al ser un proyecto casero se deben tener en cuenta que existen diferentes factores que menguan la obtención de datos, debido al tipo de materiales a utilizar, existe una gran pérdida de presión y fluidos, también debido a la medición de la cantidad de fuerza utilizada en el experimento que podrían otorgar datos diferentes a los cálculos teóricos.

 

  2.- MATERIALES Y MÉTODOS Este proyecto científico consiste en desarrollar con los estudiantes de ingeniería, una maqueta de un puente hidráulico, en el cual conoceremos más acerca de los principios de la hidráulica (Principio de Pascal) y sus beneficios en el mundo de la ingeniería, para ello utilizamos los siguientes materiales:  materiales: 

2.1

Materiales y Herramientas utilizados 1.  Listones de madera balsa de base rectangular para la estructura y de base circular para los pasamanos.  2.  Triplay de 10x25cm para la base y Triplay de 50x90cm para la base total del experimento  3.  Jeringas de 10ml y 20ml (dos de cada una) y 02 mangueras de suero de 2m  4.  1kg de cemento sol   5.  Escuadras 6.  Cúter   7.  Hoja de cierra 8.  02 bisagras de 1 ½´´ con sus cuatro tornillos  9.  Pegamento chemmer   10. Escalímetro 11. Lija de madera 

2.2

Procedimiento

Primero se construyeron las bases que constituyen el soporte de las partes del puente. Luego se construyó el puente dividido en dos, de manera de poder levantarlo en dos partes iguales. Luego unimos ambas partes, base y puente, de manera que el puente se pudiera flectar y así  poder subir y bajar bajar con facilidad. Finalmente, Finalmente, construimos la parte hidrá hidráulica ulica del proyecto. proyecto. Con jeringas de 10 y 20 ml, unidas por mangueras y llenas con agua y con la mínima cantidad posible de agua, hicimos la parte hidráulica, que luego fue ubicada bajo las dos  partes del puente, para que lo levantaran. Ésta consiste en dos émbolos de distinto tamaño que están en contacto con un líquido cualquiera, y están unidos por una manguera u otra estructura. Al hacer fuerza contra el émbolo uno la presión que se crea se transmite a través del líquido, haciendo que el émbolo grande ascienda.

 

  2.3

Presupuesto CANTIDAD (unidades) 2 3 7 1 3 2 2 1 2 3 kg 1 1 2 2 2 2

2.4

MATERIALES Palitos de madera de 1 cm de diámetro x 1 m de largo Palitos de madera de 0.3 cm de diámetro x 1 m de largo Pegamento para madera Plancha de triplay de 50 cm x 90 cm, e= 0.3 cm Plancha de triplay de 9 cm x 1m, e= 0.1 cm Jeringas de 20 ml. Jeringas de 10 ml. Manguera de venoclisis Listones de madera de 1.10 cm x 0.8 cm x 2.00 m de largo Cemento portland Juego de escuadras Lija N°200 Lápiz HB Cierra metálica Bisagra Tintas de impresión (yellow y magenta) Agua TOTAL

PRECIO UNITARIO

IMPORTE

1.50

3.00

1.00

3.00

1.00

7.00

7.00

7.00

2.30

4.60

1.50 1.00 5.00

3.00 2.00 5.00

1.50

3.00

2.00 7.00 2.00 1.50 2.00 1.50

6.00 7.00 2.00 3.00 4.00 3.00

8.00

16.00

---

--78.60

Técnicas e instrumentos de recolección de datos

Una técnica, es la aplicación específica del método, mediante el procedimiento o conjunto de procedimientos para el empleo de un instrumento, para el uso de un material o para el manejo de una determinada situación en un proceso. Se puede utilizar encuestas entrevistas, entrevistas, fichas de observación.

 

3.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN Datos: Diámetro del pistón de la jeringa de 10ml (D1)= 1.7cm= 0.017m Diámetro del pistón de la jeringa de 20ml (D2) = 2cm= 0.02m Masa del puente (m) = 289g = 0.289kg

Simbología: Centro de giro del puente= O Fuerza de la jeringa de 10ml =

 

Componentes triangulares:

 = 25°   = 25  Fuerza de la jeringa de 20ml =

 =? 

Cálculos: 

×    −  A2 =  ×.  =3.14×10     ×. A1 =   =2.27×10 −   Área de los pistones (A) =

 

Peso del puente (W)= mg

 = 0.289 289  9.8811  =2.84 

  

Distancia del centro de gravedad del puente = 

. = 13  (33.3 33.3)) =11.1=0.111  Por segunda condición de equilibrio:

, tomando momentos en O ∑  =    (0.12) 0.12) = (0.1111 11 4 45°) 5°)   25° 25°  0.12 0.12 = (2.884)0.1 4)0.111 11 45 45°°   =4.4  Hallamos

Principio de Pascal:

∆ = ∆  

→

 =  

    . =  .×− .×−    = .   

Reemplazando:

 

 

3.1

Discusión

Teniendo como uno de los principales objetivos es obtener la relación que existe entre fuerzas aplicadas a las jeringas, primero se procedió a calcular el valor de llaa fuerza aplicada  por la jeringa de 10ml (F1) al puente, la cual resulto 4.4 N (mediante las ecuaciones de la segunda condición de equilibrio, tomando como centro de rotación el eje de la bisagra). Luego con esta fuerza se procedió a calcular la fuerza ejercida por la jeringa de 20ml (F2), el cual resulto ser 6.09 N (mediante el Principio de Pascal). De aquí, según los resultados de las fuerzas se puede deducir que una pequeña fuerza aplicada en la jeringa pequeña varía la presión del fluido que contiene y la transmitirá con el mismo valor por medio de las mangueras hasta la jeringa grande en la cual se producirá una mayor fuerza. Lo acontecido es totalmente similar a lo que sucede con las prensas hidráulicas.

4.- CONCLUSIONES

  Por medio del Principio de Pascal se logró explicar el funcionamiento que tendrá el



sistema hidráulico del puente levadizo planteado.   Se demostró que el sistema hidráulico utilizado en el puente elevadizo planteado



tiene el mismo un funcionamiento similar al de las prensas hidráulicas.   Se logró obtener y explicar la relación las fuerzas en las jeringas de (10 y 20 ml). ml ).



  Para poder explicar las relaciones entre las fuerzas ejercidas por cada una de las



 jeringas, se tuvo tuvo que utilizar la formula formula del Principio de Pascal. Pascal.

5.- AGRADECIMIEN AGRADECIMIENTOS TOS En primer lugar, gracias al esfuerzo colectivo de los partícipes de este proyecto, creo que no se hubiese realizado parte de este proyecto científico, es importante también recalcar, que el hecho de haber realizado este proyecto, hemos podido comprender la forma de realizar este informe, y los pasos a seguir según como se nos ha solicitado. Además, tiene  parte de este merecimiento, la universidad, tal cual como el docente (instructor de este  proyecto), puesto puesto que, gracias gracias a las facilidades facilidades teóricas, pudimos realizarlo con éxito.

 

  6.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFI BIBLIOGRÁFICAS CAS  

http://cybertesis.uni.edu.pe/handle/uni/1618

 

http://puentehidraulicoexperimento.blogspot.com/

 

https://hernanleon1002.wordpress.com/fisica-de-fluidos-y-termod https://hernanleon1002.wordpress .com/fisica-de-fluidos-y-termodinamica/primerinamica/primercorte/marco-teorico/principio-de-pascal/

 

https://www.euston96.com/principio-de-pascal/

 

https://es.slideshare.net/kmarbel/puen https://es.slideshare .net/kmarbel/puente-hidraulico-102455562 te-hidraulico-102455562

 

https://es.scribd.com/document/35893 https://es.scribd.com /document/358934685/Puente-Hidra 4685/Puente-Hidraulico ulico