EXPERIMENTO
CATAPULTA
DIVISI\u00d3N DE ARQUITECTURA DISE\u00d1O E INGENIER\u00cd DEPARTAMENTO DE INGENIER\u00cdA DISE\u00d1O DE EXPERIMENTOS
CASO 2: Experimento con catapulta
Doctor Juan Sillero
Gerardo Martínez Soto 64153 Andrés Labadie Garza 74993
San Pedro Garza García, Nuevo León a 2 de Octubre del 2006.
1.- Propósito del experimento
El propósito del experimento es practicar los conocimientos aprendidos en clase, aplica un experimento real. En este caso el experimento consistirá en tirar pelotas desde una
catapulta hecha por nosotros, y controlar diversos factores, como el ángulo, la tensión d
ligas, los tiradores, etc. Todo esto basado en la metodología de Full Factorial 2k, es deci experimentos con n factores y 2 niveles, bajo y alto.
2.-Planeación y ejecución del experimento.
La planeación y la ejecución del experimento consiste en tres etapas; cada una c diferentes componentes que se necesitan tomar en cuenta para la realización.
Se realizó una etapa de análisis, en donde se buscaron los mejores factores p realización del experimento. Los factores tomados en cuenta para la ejecución fueron los siguientes:
Ángulo 120º de inclinación del brazo de la catapulta con respecto a la horizontal 135º de inclinación del brazo de la catapulta con respecto a la horizontal Tipo de Pelota Pelota suave
Pelota dura
Tipo de tensión 1 liga 2 ligas Altura de Catapulta 0 cm. sobre el nivel del suelo
30 cm. sobre el nivel del suelo
Tirador Andrés Labadie
Gerardo Martínez
Después pasamos por una etapa de preparación del experimento para finalizar con la
realización de las pruebas y análisis de los datos. Con todo esto después se concluyó y s dio recomendaciones.
Estos fueron los datos recabados de las pruebas realizadas, se presenta también el dise
factorial 2 k, que posteriormente se explicará más ampliamente. En la columna Y es don vemos las longitudes registradas de las pruebas.
3.- Análisis de los datos Después de tomar los datos, se procedió a realizar el análisis de los mismos usando las
pruebas de Full Factorial 2k, con una replica, y sacando las tablas de efectos principales
interacciones. Se utilizó la metodología vista en clase de los pasos en experimentos de F Factorial 2k, que se citan a continuación:
1.- Problema Práctico Maximizar la longitud del lanzamiento de las pelotas desde una catapulta.
2.- Factores y Niveles de interés •
Angulo de tiro
(- 120°,
+ 135°)
•
Pelota
(- 5 gr.,
+ 20 gr.)
•
Fuerza del tensor
(- 1 liga,
+ 2 ligas)
•
Altura de la catapulta
(- 0 cm.
+ 30 cm.)
•
Tirador
(- Andrés, + Gerardo)
Variable de salida: Longitud del Lanzamiento 3.- Diseñar Experimento 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 32
4.- Correr Experimento
5.- Modelo Completo
Como se puede observar no hay suficientes grados de libertad para que nos arro valores de los datos, que es lo que nos interesa.
En estas gráficas se puede observar los efectos significativos del experimento, es d factores que afectan más a la distancia de las pelotas.
6.- Modelo Reducido Ahora se seleccionan los efectos significativos del experimento, en este caso son: el ACE, AE, BD; y por jerarquía entran al modelo reducido el A y el E.
7.- Diagramas de Residuos
Los datos se ven bien, se aproximan al 0; quizá se pueden observar 2 o 3 puntos f control, pero no hay corridas ni tendencias.
8.- Interacciones Significativas
Se puede observar interacciones muy fuertes entre el ángulo y el tensor, el ángu tirador; la pelota y la altura de la catapulta, así como la pelota con el tirador. Otras
9.- Efectos significativos
Aquí se puede corroborar lo que salió anteriormente en el modelo, la pelota, la tensión d
ligas y la altura de la catapulta influyen en la distancia que alcanza la pelota. A menor pe de la pelota, mayor tensión de las ligas y mayor altura de la catapulta, se alcanza una distancia más grande; el tirador y el ángulo en este caso no influyen mucho.
10.- Evaluar SS
% SS
Angulo
=
% SS
=
% SS
=
Pelota
Tensor
% SS
SSAngulo SSTotal
SSPelota SSTotal
SSTensor SSTotal
AlturaCata pulta
=
=
=
=
14 7 .
3726 . 0 18921 . 7
1167 . 7 18921 . 7
=
0 . 1969
=
0 . 0617
SSAnguloCatapulta SSTotal
0 . 00077
=
18921 . 7
=
=
=
4673 . 0 18921 . 7
=
0 . 07768 %
16 . 69 %
6 . 17 %
=
11.- Indicar modelo matemático
0 . 2469
=
24 . 69 %
Y= 63.56 – 0.68 Ángulo – 10.79 Pelota + 6.04 FTensor + 12.08 AltCat +.085 Tirado Angulo*Tirador – 6.99 Pelota*AltCat + 7.92 Angulo*FTensor*Tirador 4 .- Conclusiones y Recomendaciones
Es notable que Se puede observar que tanto la pelota como la altura de la catapulta son factores que provocan mayor variación en los resultados, o en la longitud de tiro; esto también se puede comprobar con la tabla de efectos principales.
Por lo tanto podemos recomendar que para alcanzar la mayor longitud o distancia en nu
lanzamiento hay que tener un ángulo bajo, una pelota liviana, una buena tensión y una a considerable. El tirador no influye en los resultados.
