Objetivos
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Afianzar Afianzar y poner en en práctica los conocimientos conocimientos enseñados enseñados a lo largo del curso por medio de la construcción de una máquina de movimiento perpetuo. Construir un modelo de máquina que permita ilustrar un movimiento perpetuo después de que se le haya aplicado un impulso inicial. Lograr la perfección del modelo escogido, consiguiendo el mayor tiempo posile de movimiento.
Introducción
Con la presentación de este proyecto se quiere ilustrar con un pequeño modelo generado por los estudiantes de curso de mecánica ! de la universidad Autónoma Autónoma de "ccidente, puede lograr el movimiento perpetuo de una máquina# entendiendo a éste como un movimiento continuo después de un impulso inicial. Con el informe presentado con anterioridad donde se presentaan las dos propuestas de modelos de máquinas de movimiento perpetuo, se escogió una máquina que involucra no solo el movimiento perpetuo sino que tamién posee gran parte de los temas del curso de mecánica ! como lo son la cinética y cinemática de cuerpo r$gido# dentro de éstas están incluidos los movimientos de rotación y plano general deido a la estructura que compone el modelo de máquina de movimiento perpetuo. %tilizando conocimientos de los materiales para la construcción y acoplamiento del modelo, este proceso se llevó a cao a partir de procesos de manufactura en las instalaciones de la universidad, deido a los procedimientos que se ten$an que realizar para la construcción y ensamle ésta.
Marco teórico
&n diversos te'tos e informe se las máquinas de movimiento perpetuo se catalogan como máquinas que tienen un movimiento continuo, siendo realizas con el conocimiento cient$fico no hay tal máquina que pueda suplir ésta descripción. (omando una descripción más precisa y realista, se puede catalogar a las máquinas de movimiento perpetuo como una máquina que después de un impulso inicial por lógica y conocimiento cient$fico las fuerzas disipadoras del medio van a oligarla a detenerse pero es aqu$ donde se quiere hacer énfasis y decir que la máquina de movimiento perpetuo tamién puede catalogarse como una máquina que se puede otener más energ$a de la que se aplica )*ufflield, +-/. &n el caso de nuestro modelo de máquina se dee tener una conte'tualización de los movimientos que ésta realiza. Los movimientos que descrien los cuerpos r$gidos que componen la máquina# entendiendo a un cuerpo r$gido como un o0eto con dimensiones, masa y una geometr$a espec$fica. %no de estos movimientos es el movimiento de rotación el cual descrie el movimiento de un cuerpo descriiendo una trayectoria circular ya que está rotando alrededor de un punto fi0o, dentro de este movimiento se incluyen los conceptos de velocidad y aceleración angular . 1ovimiento de translación2 este tipo de movimiento descrie una trayectoria rectil$nea, en este tipo de movimiento solo se presenta velocidades y aceleraciones en el plano de movimiento aclarando que no sea un movimiento paraólico. 3or 4ltimo se presenta un movimiento de plano general, este movimiento es una cominación de los dos movimientos anteriores, como tamién puede ser un movimiento compuesto por dos movimientos de rotación en un cuerpo r$gido. Las velocidades y aceleraciones tanto angulares como normales y tangenciales dependen de los dos cuerpos que estén anclados al cuerpo que presente el movimiento de plano general. 5a que el modelo de maquina propuesto tiene un concepto más por incluir el cual es la aceleración de Coriolis, la cual se presenta en un cuerpo r$gido que este rotando y sore éste se presente un movimiento de translación, para ser más claros con este concepto suponga que hay una hormiga caminando por un disco que está rotando sore el disco e'iste un desplazamiento mientras rota. %n suceso muy parecido aparece en el dispositivo ya que tiene un mecanismo de collar$n que se desplaza a lo largo de una arra que está rotando.
Modelo experimental
3ara la faricación y ensamle del modelo de máquina se pensó en una estructura metálica la cual le va a rindar rigidez y permitirá la fácil mecanización de todas las partes, inicialmente el modelo dee tener dos contra pesos en la arra que está rotando y que por efecto de la gravedad realice el movimiento de rotación iniciado por el impulso e'terno )solo una vez/. 3ara los soportes de la estructura se pensó en perfiles cuadrado huecos, los contrapesos y collar$n se utilizó un e0e. %na ase de madera para el monta0e de la estructura, cuñas en forma de ele para fi0ar los soportes a la ase de madera, tornillos tipo golosos para madera, tornillos de ase lisa y rosca fina para que act4en como e0es sore los cuales va a rotar la arra con los contrapesos y la lámina con el collar$n. Los anteriores materiales se presentarán en la siguiente tala con sus especificaciones2
Imagen
Material y dimensiones
Función en el modelo
cantida d
&scuadra de fi0ación )galvanizada/ +.+6!77 calire +.8mm
9i0ación de los portes a la ase de madera
:
&0e de acero +;!; al cromo <; cm largo ' !.= cm
Contrapesos montados en los e'tremos de la arra y collar$n.
(ornillos tipo golosos : cm largo ' ;. cm diámetro
+
9i0ación a la estructura de madera =
3erfil cuadrado + metro largo ' ! cm de ancho.
>oportes de los e0es y estructura principal.
?odamiento +cm diámetro superior y mm diámetro interior
&liminar fricción entre el e0e la lámina que aluminio.
+
+
@arra de acero +;!; =; cm ' + cm de diámetro
&structura que lleva los contrapesos
+
Tabla 1: Especificaciones tcnicas de los materiales!
3ara empezar la construcción del modelo de máquina se corta el e0e de acero +;!;, sacando ! tramos de = cm para los contrapesos que van en las arras )quedando con un cilindro e'tra de +: cm/ y un tramo de :cm para el collar$n. Los cortes de los cilindros fueron realizados en por máquina cortadora de disco @uehler como se ve en la figura +.
Figura 1: "ortadora de disco #ue$ler!
Figura %: Torno
espués se realiza los cortes del perfil cuadrado para sacar los soportes sores los cuales van montado los e0es, se cortan ! tramos de !+ cm para las arras inferiores, un tramo de !< cm y otro de ! cm. &l tipo de este monta0e de soportes es tipo ( unidos por un tornillo en el centro con su respectiva rosca.
Figura &: Taladro de fresa!
Figura ': Mac$uelos y $embras!
La arra de =; cm es cortada para otener una arra de
Figura (: )oscas y cortes de cilindros y barra!
espués de haer realizado todos agu0eros pertinentes a cada parte de la estructura se realiza el monta0e de los cilindros en la arra, tamién se monta la a0a en el e0e que queda en el centro de ésta. Los soportes son asegurados con los tornillos, una aclaración es que la arra con los contrapesos dee ir en el perfil más alto, ya que dee haer esta diferencia de altura entre el soporte del collar$n y el de la arra con los contrapesos para que el movimiento pueda darse sin que el collar$n pegue en el contrapeso sore el cual esté uicado. Los soportes deen estar uicado con una distancia lateral de + cm para que los e0es de amos tanto de la arra como de la platina no interfieran con en el movimiento. &l monta0e del modelo después de haer a0ustado todas las partes, luricado los e0es y montando el collar$n sore la arra. (oda esta se coloca sore una ase de madera para rindarle mayor estailidad, por medio de las láminas en forma de % que unen las los soportes con la ase de madera y queda de la siguiente manera2
Figura *: modelo de la m+,uina de movimiento perpetuo ensamblada!
>e realizan las prueas de esta máquina logrando un má'imo de < segundos de movimiento, evidenciando los movimientos descritos al inicio del te'to, tamién se colocan tapones en las partes donde se ha$an cortado los perfiles cuadrados para evitar roces con otras superficies u o0etos y dáñalas, estos tapones se colocan tamién en la parte inferior de la madera logrando mayor estailidad y que no se resale cuando se le aplica el impulso inicial.
"onclusiones
>e logró evidenciar y afianzar los conocimientos aprendidos en curso de mecánica ! por medio de las construcción de esta máquina, cae resaltar que no se logró otener un movimiento que gane más energ$a de la inicial )movimiento perpetuo/ por causas que disipaan la energ$a como la fricción de las estructura como tal tanto como la fricción del aire, pero se logró recrear el movimiento y funcionamiento de la máquina. &ra de esperar que no se lograra un movimiento perpetuo ya que se han realizado mucho estudio a lo largo del tiempo y se ha comproado que es imposile hacerlo ya que viola todos los principios cient$ficos. 3ara nuestro e'perimento realizamos diferentes prueas colocando un cilindro más grande en el lado contrario donde se uica el collar$n, ayuda de imanes para generar más movimiento, pero ninguno de ellos se oserva una me0or$a en el tiempo del movimiento.
#ibliograf-a 0avier vargas, i. r. )!;;8/. física y mecánica . *ufflield. )+-/. Ciencia combinada . arcelona2 ?everte >.A. sifija fijaciones anticorrosivas. )s.f./. "tenido de http266BBB.sifi0a.m'6ver3roducto.php idCategoriaD:EmenuD!Eid3roductoD!:
