Proyecto Fisica.docx Corregido

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZOUNIDAD DE NIVELACIN

PROYECTO DE FISICA

CONSTRUCCION DE UN BRAZO HIDRAULICO PARA EL ESTUDIO DE SU FUNCIONAMIENTO AUTORES.BARBECHO ROBINSONSARANGO BRYANPAUL PIZHADAVID MOROCHO

PROFESOR: ING. AGUIRRE ???

RIOBAMBA-ECUADOR

INTRODUCCIONUn brazo hidrulico es una estructura o aparato mecnico que se divide en tres partes unidas entre si y que se pueden mover independiente mente una de la otra y dichos movimientos son realizados por aumento o disminucin de la presin ejercida por un medio liquido o un medio gaseoso, su nombre se deriva porque es parecido a un brazo donde las tres partes serian la mano con sus dedos, el brazo y el antebrazo y las partes donde se unen serian la mueca y el codo, ahora hidrulico es porque los movimientos son por medio de presin de un liquido. Al aumentar la presin el brazo se extiende y al disminuir la presin el brazo se recoge.OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL:Diseo de un prototipo de brazo hidrulico mediante fluidos para el estudio de las diferentes aplicaciones fsicasOBJETIVOS ESPECIFICOS:Disear un prototipo de brazo hidrulicoIntroducir hidrulica en el prototipoRealizar las respectivas pruebas de funcionamiento

MARCO TERICOORIGEN DEL BRAZO HIDRAULICO:

Apareci basndose en el descubrimiento de la prensa hidrulica de Pascal la cual permite levantar grandes masas con pequeas fuerzas que se aplica en el brazo hidrulico. En la antigedad por la necesidad de construir grandes edificaciones crearon una herramienta para levantar y transportar grandes masas que utilizaban para la construccin; esta herramienta era un brazo de madera que giraba sobre un eje para poder levantar y llevar el material de un lugar a otro.El brazo constaba de un sistema de poleas que por la fuerza de los trabajadores que jalaban las cuerdas le permita levantar al material y luego bajarlo cuando se disminua la fuerza. Con el transcurso de los aos este brazo fue adquiriendo mejoras tanto en materiales como en su funcionamiento. Cuando Pascal descubre la prensa hidrulica estos brazos cambiaron radicalmente ya que se comenzaron a utilizar un sistema parecido a la prensa hidrulica, las cuales permitan levantar grandes pesos con menos esfuerzo.

En nuestra poca estos brazos hidrulicos son utilizados para diferentes objetivos como son: para las construcciones, para el transporte de carga, para la simulacin del funcionamiento de las partes del cuerpo humano como dedos, antebrazos, brazos, piernas, etc.

FLUIDOSCONCEPTO:Es la parte de la fsica que estudia la accin de los fluidos en reposo o en movimiento, tanto como sus aplicaciones y mecanismos que se aplican en los fluidos. Es la parte de la mecnica que estudia el comportamiento de los fluidos en equilibrio (Hidrosttica) y en movimiento (Hidrodinmica). Esta es una ciencia bsica de la Ingeniera la cual tom sus principios de las Leyes de Newton y estudia la esttica, la cinemtica y la dinmica de los fluidos.Se clasifica en:- Esttica: De los lquidos llamada Hidrosttica. De los gases llamada Aerosttica.- Cinemtica: De los lquidos llamada Hidrodinmica. De los gases llamada Aerodinmica.

HIDROSTATICA:La hidrosttica es la rama de la mecnica de fluidos o de la hidrulica, que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posicin. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrosttica son el principio de Pascal y el principio de Arqumedes.

PRINCIPIO DE PASCAL:En fsica, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el fsico y matemtico francs Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: el incremento de presin aplicado a una superficie de un fluido incompresible (lquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo. Es decir que si en el interior de un lquido se origina una presin, estas se transmiten con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. En el sistema internacional, la unidad de presin es 1 Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por 1 newton sobre la superficie de 1 metro cuadrado.

PRESION HIDROSTATICA:Un fluido pesa y ejerce presin sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en l. Esta presin, llamada presin hidrosttica, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientacin que adopten las caras. Si el lquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no seran necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presin depende de la densidad del lquido en cuestin

DENSIDAD DE LOS FLUIDOS:La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa entre el volumen que ocupa. La unidad de medida en el S.I. de Unidades es kg/m3, tambin se utiliza la unidad g/cm3.

SUSTANCIADENSIDAD EN Kg/m3

Aceite920

Acero7850

Agua1000

Aire1,3

Alcohol780

Aluminio2700

Caucho950

Cobre8960

Cuerpo Humano950

Gasolina680

Helio0,18

Madera900

Mercurio13580

Sangre1480-1600

Tierra (Planeta)5515

Vidrio2500

PISTONESCONCEPTO DE PISTON:Se trata de un mbolo que se ajusta al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos. Efecta un movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro a modificar su presin y volumen o transformando en movimiento el cambio de presin y volumen del fluido. En todas las aplicaciones en que se emplea, el pistn recibe o transmite fuerzas en forma de presin de a un lquido o de a un gas.

PALANCASCONCEPTO DE PALANCA:La palanca es una mquina simple que se emplea en una gran variedad de aplicaciones. Probablemente, incluso, las palancas sean uno de los primeros mecanismos ingeniados para multiplicar fuerzas. Es cosa de imaginarse el colocar una gran roca como puerta a una caverna o al revs, sacar grandes rocas para habilitar una caverna. Con una buena palanca es posible mover los ms grandes pesos y tambin aquellos que por ser tan pequeos tambin representan dificultad para tratarlos.

Bsicamente est constituida por una barra rgida, un punto de apoyo o Fulcro y dos o ms fuerzas presentes: una fuerza a la que hay que vencer, normalmente es un peso a sostener o a levantar o a mover, y la fuerza que se aplica para realizar la accin que se menciona. La distancia que hay entre el punto de apoyo y el lugar donde est aplicada cada fuerza, en la barra rgida, se denomina brazo. As, a cada fuerza le corresponde un cierto brazo. Como en casi todos los casos de mquinas simples, con la palanca se trata de vencer una resistencia, situada en un extremo de la barra, aplicando una fuerza de valor ms pequeo que se denomina potencia, en el otro extremo de la barra.

En una palanca podemos distinguir entonces los siguientes elementos:-El punto de apoyo o fulcro.-Potencia: la fuerza que se ha de aplicar.-Resistencia: el peso que se ha de mover.

PRINCIPIO DE GALILEO GALILEI:Se cuenta que el propio Galileo Galilei habra dicho: "Dadme un punto de apoyo y mover el mundo". En realidad, obtenido ese punto de apoyo y usando una palanca suficientemente larga, eso es posible. En nuestro diario vivir son muchas las veces que estamos haciendo palanca. Desde mover un dedo o un brazo o un pie hasta tomar la cuchara para beber la sopa involucra el hacer palanca de una u otra forma. Ni hablar de cosas ms evidentes como jugar al balancn, hacer funcionar una balanza, usar un cortaas, una tijera, un sacaclavos, etc. Casi siempre que se pregunta respecto a la utilidad de una palanca, la respuesta va por el lado de que sirve para multiplicar una fuerza, y eso es cierto pero prevalece el sentido que multiplicar es aumentar, y no es as siempre, a veces el multiplicar es disminuir al multiplicar por un nmero decimal por ejemplo.

APLICACION DE LAS PALANCAS AL BRAZO HIDRAULICO:

En la figura se puede apreciar que las palancas que vamos a utilizar en nuestro proyecto sern de tercer tipo o de tercer grado ya que en este tipo de palancas la fuerza aplicada debe ser mayor a la fuerza a levantar y en nuestro trabajo es de vital importancia poder levantar objetos. Adems se utilizarn palancas mltiples ya que es brazo que construiremos constar de dos hasta cuatro palancas para poder lograr el cometido. Las palancas que utilizaremos sern hechas de un material resistente preferiblemente de madera y sostenidas en sus ejes por piezas metlicas, que permitirn obtener un movimiento circular en cada una de las palancas y un movimiento rotatorio en su eje para poder girar el brazo en distintas direcciones.MOVIMIENTOS DEL BRAZO HIDRAULICOEl movimiento vertical consiste en desplazar arriba o abajo nuestro centro de masas mediante una extensin o una flexin de las articulaciones.El movimiento rotatorio es el que se basa en un eje de giro y radio constante: la trayectoria ser una circunferencia. Si, adems, la velocidad de giro es constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular constante.

En el movimiento circular hay que tener en cuenta algunos conceptos especficos para este tipo de movimiento:

-Eje de giro: es la lnea alrededor de la cual se realiza la rotacin, este eje puede permanecer fijo o variar con el tiempo, pero para cada instante de tiempo, es el eje de la rotacin.-Arco: partiendo de un eje de giro, es el ngulo o arco de radio unitario con el que se mide el desplazamiento angular. Su unidad es el radian.-Velocidad angular: es la variacin de desplazamiento angular por unidad de tiempo.-Aceleracin angular: es la variacin de la velocidad angular por unidad de tiempo.

En dinmica del movimiento giratorio se tienen en cuenta adems:-Momento de inercia: es una cualidad de los cuerpos que resulta de multiplicar una porcin de masa por la distancia que la separa al eje de giro.-Momento de fuerza: o par motor es la fuerza aplicada por la distancia al eje de giro.CONSTRUCCION DEL BRAZO HIDRAULICOMATERIALES Y PARTES:JERINGAS:sern utilizadas para el funcionamiento del brazo hidrulico ya que gracias a ellas obtendremos una presin que nos ayudara a mover el brazo hidrulico, y se puede decir que estos son los ms esenciales de nuestro prototipo.

CLAVOS: sern utilizados para poder construir las distintas partes del brazo hidrulico, tambin para fijar las jeringuillas en un lugar determinado.TORNILLOS Y TUERCAS:Los tornillos sern utilizados como pasadores en las distintas uniones o rotulas para que el brazo se mueva a sus distintas posiciones con facilidad, mientras que las tuercas se fijaran a los tornillos para sostenerlos.MADERA: se utilizar para elaborar el brazo hidrulico ya que gracias a la madera se podr dar forma al brazo y construir la base o soporte para el prototipo.MANGUERAS DE SUERO: se utilizara para unir las jeringas para poder darle movimiento al brazo, tambin se utilizara para que pase el lquido de una jeringa a otra.AGUA:ser utilizado para demostrar que un lquido con poca densidad es necesario aplicar mayor fuerza.PINTURA: se utilizara para darle color al brazo.LIJAS:se utilizara para lijar la madera y quitar las astillas que esta tenga

ARMADO:Cortaremos la madera en forma rectangular para que sea la base de todo el proyecto, posteriormente se proceder a dibujar en la madera restante las piezas que sern el cuerpo del brazo hidrulico, una vez dibujado las partes procederemos a cortarlas y prepralas para la pintura, pintaremos el brazo con el color elegido, luego ensamblaremos las piezas para darle forma al brazo, una vez ensamblada las piezas comprobaremos que tenga movilidad y comprobaremos que todo este acorde al plano, tomaremos las jeringas ,las mangueras y las uniremos, una vez unidas pondremos el liquido de freno o agua y probaremos que tengan el suficiente liquido para que pueda funcionar, luego las adaptaremos al brazo y probaremos que las mismas hagan funcionar al brazo. Pondremos jeringas en la base circular y probaremos que estas muevan el brazo de lado a lado, colocaremos el brazo ya antes armado en la base circular y lo haremos funcionar para poder ver errores en el mismo y poderlo corregir, una vez hecho todo esto comprobaremos que este brazo sea capaz de levantar algn objeto y de transportarlo de un lugar a otro.

PRESUPUESTO

Jeringas: 3,20$

Clavos: 1,00$

Tornillos Y Tuercas: 1,00$

Madera2,50$

Mangueras De Suero1,80$

Lijas0,50$

Pintura4,50$

Total:14,50$

ConclusinPara concluir se puede decir que La Hidrulica aplicada en maquinas cm un brazo hidrulico nos pueden ayudar a el transporte de cosas pesadas o pequeas ya que los mtodos actuales no son muy bien utilizados aunque si estas pudieran girar hasta 360 sera mejor porque el transporte de la mercanca seria ms eficiente y segura siguiendo los principios bsicos como los de pascal ya que estos nos dan un modo eficiente para la realizacin de trabajos de carga de objetos o muy pequeos o muy pesados. 38

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