jueves, 11 de noviembre de 2010

EN LAS ALAS DEL VIENTO


EXPERIMENTO


PRÓPOSITO


INVESTIGAR LAS RELACIONES ENTRE LOS COMPONENTES DE LA FUERZA QUE IMPULSA A UN VECTOR




EQUIPO/MATERIALES NECESARIOS:
  • CARRITO
  • TRANSPORTADOR
  • VENTILADOR ELÉCTRICO
  • POLEA
  • CLIPS
  •  PLASTILINA
  • CORDEL


PROCEDIMIENTO:

PASO 1: Coloca el carrito con sus ruedas paralelas al viento que sale del ventilador. Coloca la vela con dirección perpendicular a las ruedas. Haz funcionar el ventilador de manera que sople de frente contra el carrito, y el viento sea paralelo a las rudas.


1. ¿Qué le pasa al carrito?

Se voltio el carrito


PASO 2: Dirige el viento desde atrás del carrito, en dirección paralela a las ruedas, manteniendo la vela perpendicular a estas como muestra la figura C.

2. ¿Qué le pasa al carrito?
Comenzo a avanzar

PASO 3: Ahora orienta la vela a un ángulo de45° con respecto a las ruedas. Dirige el viento por detrás, paralelo a las ruedas.

3. ¿Qué le pasa al carrito?
Comienza a avanzar màs rapido

PASO 4: Usa una regla para trazar un vector que represente la fuerza del viento perpendicular a la vela. Recuerda que la longitud del vector que dibujaste representa la magnitud de las fuerzas.

Sus componentes T y K. Escribe en el diagrama el nombre de las fuerzas y de cada una de las componentes.




Paso 5: Repite el paso 3 con el ventilador soplando en dirección perpendicular a las ruedas. Traza un diagrama vectorial para este caso.

Paso 6: Repite el paso 3, pero dirige el viento desde el frente, en un ángulo de 60° con respecto a las ruedas, cómo muestra la figura D.

4. ¿El carrito se mueve a favor o en contra del viento?

El carrito se mueve a favor del viento









Traza un vector que represente la fuerza del viento y sepáralo en sus componentes T y K.

Paso 7: Instala una polea en el borde de la mesa, como muestra la figura E. Ata un extremo de un cordel ligero al carrito y haz pasar el otro extremo por la polea. Ata un gancho para colgar masas al cordel.

Orienta la vela en posición perpendicular a la dirección del carrito.

Coloca el ventilador directamente entre la polea y el carrito, de manera que el viento incida en la vela con toda su fuerza a 90°. Sosteniendo el carrito, selecciona la máxima rapidez del ventilador. La fuerza del viento dependerá de que tan cerca este el ventilador de la vela. Acerca el ventilador a la vela. Añade lentamente al gancho masas muy pequeñas. Continúa añadiéndolas hasta que el peso de las masas (incluido el gancho) equilibre exactamente la fuerza del viento que incide en el carrito. La fuerza del viento estará equilibrada cuando, al añadir la masa más pequeña que tengas, el carrito se mueva hacia la polea, y al quitar la masa más pequeña, el carrito se aleje de la polea. Anota la masa requerida para equilibrar el carrito.

Masa = 35g

Calcula el peso de esta masa, usando la aproximación de que 1 Kg tiene un peso de 10 N.

1 g = 0.01 N

Peso = 0.35 N

5. ¿Qué valor tiene la Fuerza del viento que actúa sobre la vela en esta configuración?

La vela no requiere de una fuerza por que no hace un recorrido el carrito, si no se queda estático.

Paso 8: Repite el paso 7, pero esta vez orienta la vela de manera que forme un ángulo de 45° con la dirección del viento. Anota la masa calcula el peso requerido para equilibrar el carrito.

Masa = 86.5 g

Peso = 0.0865 N

6. ¿Que valor tiene la fuerza del viento que actúa sobre la vela en esta configuración?

Pues al igual que en el paso 7 no se presenta una fuerza pues no avanza una trayectoria para poder expresar la fuerza que se utiliza.


Análisis

7. ¿Con que orientación de la vela, con respecto al viento, se consiguió la máxima fuerza del viento?

Con la vela en 45° el carrito toma una aceleración de 13.94 cm/s² y avanza mucho más centímetros, mientras que con ella perpendicular avanza un poco y su aceleración es de 3.32 cm/s².

8. Cuando la vela está orientada a 45° respecto al viento, ¿la fuerza del viento es menor, igual o mayor que la mitad de la fuerza del viento a 90°? Justifica tu respuesta con un diagrama vectorial.

Cuando la vela está orientada en 45° se tiene una fuerza mucho más grande porque se rompe el ciclo del aire permitiendo su paso, mientras que en 90° todo el aire no presenta paso y lo vuelve más lento.


Y los ejemplos los podemos ver en las anteriores graficas que se muestran en el paso 4 y 6

Por:
  • Juarez Gonzalez Dulce Larisa
  • Montalvo Reyes Alejandra
  • Perez Gaspariano Johanna Guadalupe
  • Urizar Zuñiga Ameyalli
  • Valerdi Francisco Eduardo