Movimiento circular uniforme aplicado a la maqueta de un ventilador

Diseño y construcción de una maqueta de movimiento circular uniforme

1. Estudiante: Alex Misael Toavanda Chasi Docente: Ing. Diego Proaño Asignatura: Física I NRC: 8174 Ingeniería Electromecánica Diseño y Construcción de una Maqueta de Movimiento Curvilíneo o Movimiento Circular Uniforme (MCU)

2. OBJETIVOS: Diseñar y construir una maqueta de movimiento circular uniforme (MCU). Construir la maqueta que involucre al MCU el cual se determine la cantidad de tiempo empleado en que tarda en dar 10 revoluciones. Relacionar la teoría de errores con los fenómenos físicos indicados, de modo que se logre obtener una precisión en los cálculos con un error menor al 2%.

3. Introducción: Se conoce como movimiento curvilíneo a aquel movimiento cuya trayectoria describe una circunferencia o movimiento oscilatorio. Rapidez constante El vector velocidad cambia su dirección en cada instante El vector velocidad es tangente a la trayectoria y perpendicular al radio

4. Desplazamiento angular( )   Velocidad Angular ( w ) Velocidad Tangencial ( )

5. Periodo ( T ) Frecuencia (f)

6. Equipos y Materiales: Material Características Cantidad Pedazos de Cartón 30x30cm (cuerpo) 2 Compás Compás de presión 1 Regla Regla metálica de 30cm de longitud y 1mm de grado de precisión 1 Lápiz o espero Lápiz de minas 1 Cúter Cúter pequeño 1 Tijera Tijera escolar 1 Pistola de Silicona Potencia: 20W Voltaje alterno 100-240V Frecuencia: 50-60 Hz 1 Motor DC 6 voltios 0,02 libras   1 Conector para el motor Entrada: 100-240V AC 50/60 Hz Salida: 4.8 V DC 0,4A 1 Tabla 1. Equipo y materiales para el desarrollo de la maqueta

7. Procedimiento de elaboración de la Maqueta 1. Con ayuda de la regla, compas y lápiz formamos la figura que tendrá el cuerpo del ventilador.

8. 2. Con ayuda de pedazos rectangulares a los lados de las figuras recortadas le damos forma al cuerpo del ventilador. 3. Ahora partir de un pedazo de cartón circular lo rodeamos para formar una especie de cilindro pequeño y formamos piezas pequeñas que formaran las hélices del ventilador.

9. 4. Ahora colocamos el motor dentro del ventilador que ayudara a dar el movimiento circular y unimos todas las partes para formar la maqueta completa del ventilador. 5. Finalmente, una vez terminado el ventilador conectamos la fuente de corriente al motor que permitirá que el ventilador funcione y provoque el movimiento circulatorio.

10. Toma de datos: Parámetro Dimensión Símbolo Unidades Periodo T S segundo N° de repetición N° de Vueltas Tiempo(s) 1 10 4,7 2 10 4,3 3 10 5 4 10 5,3 5 10 4,8 6 10 4,5 7 10 5 8 10 4,9 9 10 4,5 10 10 4,8 Tabla 3. Valor del tiempo en que tarda en dar 10 revoluciones Tabla 2. Magnitudes Físicas

11. Calculo de Errores Cálculo de media aritmética Tiempo   47,8/10   4,78 Tiempo   47,8/10   4,78 2) Cálculo de error absoluto N° de repetición Tiempo(s) Tiempo Promedio Error Absoluto 1 4,7 4,78 0,08 2 4,3 4,78 0,48 3 5 4,78 0,22 4 5,3 4,78 0,52 5 4,8 4,78 0,02 6 4,5 4,78 0,28 7 5 4,78 0,22 8 4,9 4,78 0,12 9 4,5 4,78 0,28 10 4,8 4,78 0,02 Tabla N°4. Cálculo del promedio Tabla 5. Cálculo de error absoluto

12. 3) Calculo de error absoluto medio (Tiempo)   2,24/10 0,224   Tabla 6. Promedio error absoluto 4) Calculo error relativo Tiempo   Tabla 7. Calculo error relativo

13. 5) Cálculo de error porcentual Tabla N°8. Cálculo Error Porcentual Tiempo 6) Cálculo del rango de valores Tiempo Tabla N°9. Cálculo Rango de Valores

14. Tabla N°10. Validez de datos Tiempo Valor mínimo Valor máximo Valores aceptables 4,7 4,556 5,004 Aceptado 4,3 4,556 5,004 Rechazado 5 4,556 5,004 Aceptado 5,3 4,556 5,004 Rechazado 4,8 4,556 5,004 Aceptado 4,5 4,556 5,004 Aceptado 5 4,556 5,004 Aceptado 4,9 4,556 5,004 Aceptado 4,5 4,556 5,004 Aceptado 4,8 4,556 5,004 Aceptado

15. Conclusiones: El movimiento curvilíneo es aquel movimiento que describe una trayectoria circular y cuyos ejes coordenado n y t actúan como normal y tangente a la trayectoria de la partícula. Mediante el proceso de cálculo de errores utilizada es posible calcular y analizar si los valores medidos inicialmente tienen un grado de exactitud correcto o incorrecto, una vez calculado los valores mínimos y máximos, que perita aceptar o rechazar el dato. Mediante la elaboración de la maqueta también se logra comprender de manera practica el cómo se rige y se aplica el MCU a varios objetos que muchas de las veces ignoramos por completo y los cuales permitirían comprender de mejor manera el comportamiento que podrían tomar estos.

16. Recomendaciones: Verificar los datos obtenidos y calculados para evitar posibles fallos en el desarrollo del calculo que puedan afectar los resultados. Tratar de medir de forma exacta en lo más posible los valores de tiempo por cada 10 revoluciones para reducir los valores rechazados al finalizar el cálculo de errores. El desarrollo del proyecto requiere tener noción de ciertos conceptos básicos vinculados al MCU y la dinámica

17. Bibliografías: [1] Grigioni , L., Palmegiani , M., & Godino, M. E. (2019). 7304-19 FÍSICA Movimiento Circular. http://rephip.unr.edu.ar/bitstream/handle/2133/15802/7304-19%20F%C3%8DSICA%20Movimiento%20Circular.pdf?sequence=3 [2] Física I. Facultad Obrera Campecina .] I.K. Kikoin . A.K. Kikoin . Editorial Pueblo y educación. 1977. –p 81 – 85. http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/cinematica/curvilineo/curvilineo.htm [3] Aguirre, M. S., & Meza, S. J. (2001). TRABAJO PRÁCTICO Nº3. https://exa.unne.edu.ar/fisica/f1_meca_termo/T3-2001.pdf [4] Requena, B. (2014). Velocidad Tangencial. Universo Formulas. https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/velocidad-tangencial/ [5] Cetto K, Ana (1995). El mundo de la física. México. Pág. 176-200 [6] Sear , F; Zemansky, M; Young, H. & Freedman, R. (1998). Física Universitaria. Vol. 1, cap. 2-3   [7] Wilson J, Buffa A & Lou B. (2007). Física. Prentice Hall Inc. México   [8] Giancoli , D. (1985). Física Principios y Aplicaciones. Editorial Reverte. España [9] Serway R. & Beichner R. (2014). Física para ciencias e ingeniería. Decima Segunda. Cengage Learning