I.U.P “Santiago Mariño”
Escuela de Ingeniería Ingeniería en Mantenimiento Mecánico
“PROYECTO DE LABORATORIO:
CONSTRUCCION DE UN TELEFERICO CASERO”
Alumnos: Gomez Reinaldo C.I. 22618854 Omar Rodríguez C.I. 21347177
Profesora: Leonorys Medina
Maturín, 20 febrero de 2017
Índice
Introducción…………………………………………………………………………………………1 Objetivo General………………………………………………………………….........................2 Objetivos Específicos………………………………………………………………………………2 Marco Teórico………………………………………………………………………………....…2, 3 Materiales………………………………………………………………………………...………....4 Metodología…………………………………………………………………………...…………….4 Resultados………………………………………………………………………………...……..5 , 6 Conclusión………………………………………………………………………………………..…7 Bibliografía……………………………………………………………………………………..……8
Introducción
El teleférico es un medio de transporte que consiste en cabinas con capacidad para llevar un grupo de personas. Estas cabinas viajan suspendidas en el aire transportadas por uno o varios cables. Los medios de elevación en general, son inst alaciones que se difunden cada día más porque unen a la seguridad de su funcionamient o, la rapidez de comunicación entre localidades de difícil acceso. Por estas características posibilitan el desarrollo de importantes y famosos centros turísticos y la realización de importantes obras en montaña. Este proyecto se basa en la construcción de un modelo a escala de un teleférico donde se estudian y analizan cada una de las leyes físicas del movimiento que se aplican en el mismo, así como también se explican las características , infraestructura y composición de este medio de transporte tan poco común que cada día está siendo más utilizado por su bajo impacto tanto económico como ambiental. Por medio del estudio y análisis de este medio de transporte se puede apreciar que en el mismo se aplican las tres leyes del movimiento, ya que todos sus elementos en conjunto aplican fuerzas y tensiones que pueden tener o no variaciones de movimiento y fuerzas cuando este está en funcionamiento, así arrojando resul tados calculables por medio de las formulas pre establecidas por Newton.
I.
Objetivo general
Construir un modelo a escala (1.75) de un teleférico casero para demostrar su funcionamiento y estudiar las leyes físicas del movimiento que aplican en su funcionamiento.
II.
III.
Objetivos Específicos
Lograr que las personas que puedan apreciar este proyecto puedan entender el funcionamiento y composición de un teleférico.
Reconocer las leyes físicas que aplican en el funcionamiento de nuestro teleférico casero.
Separar los temas físicos que abarca el teleférico, entenderlos y hacerlos funcionar en la construcción del proyecto.
Identificar que conceptos de física influyen en el mecanismo del teleférico.
Marco Teórico
El teleférico es un sistema de transporte aéreo constituido por cabinas colgadas de una serie de cables que se encargan de hacer avanzar a las unidades a través de las estaciones. Cuando las cabinas van por tierra se denomina Funicular. El sistema está compuesto por uno o más cables (dependiendo del tipo); el prim er cable está fijo y sirve para sostener las cabinas, el segundo está conectado a un motor (ubicado en la estación) y hace mover las cabinas. Cada cabina del teleférico está suspendida de un carrito, articulándose a él de modo que siempre cuelgan verticales, independientemente de la inclinación que tiene el cable. Cada carrito posee un tren de poleas articuladas entre sí para que pueda circular suavemente por los tramos de apoyo del cable sustentante. En el servicio con dos cabinas los carritos de ambas están fijos a un cable tractor accionado por una polea en la estación baja y guiado por otra polea en la estación más elevada. La polea motriz está accionada por un electromotor a través de una trasmisión; además, la polea y su accionamiento se pueden desplazar en su soporte para tensor el cable tractor a través de un contrapeso. Ambas cabinas están acopladas al cable de tracción de modo análogo a como sucede en los funiculares, de manera que, al ponerse el cable en movimiento, las cabinas arrancan de una y otra estación al mismo tiempo. Primera ley de newton: En ausencia de fuerzas externas un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento continuará en movimiento a velocidad constante (esto es, con rapidez constante en línea recta). Otra forma de establecer la misma premisa puede ser: Todo objeto continuará en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta a menos que sea obligado a cambiar ese estado debido a fuerzas que actúan sobre él.
Una explicación para esta ley es que establece que, si la fuerza neta sobre un objeto es cero, si el objeto está en reposo, permanecerá en reposo y si está en movimiento permanecerá en movimiento en línea recta con velocidad constante.
∑ = Segunda ley de newton: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él es inversamente proporcional a su masa. De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:
∑ = . Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre él. Velocidad angular: La velocidad tangencial es la velocidad real de un punto que gira con un movimiento circular (de radio constante) y se mide en metros por segundo (m/seg.).
= . Periodo: El tiempo que tarda el móvil en dar una vuelta.
= Frecuencia: Es el número de vueltas que realiza por segundo, el periodo y la frecuencia son magnitudes inversas.
= Trabajo: Es una cantidad escalar igual al producto de la magnitud del desplazamiento y la componente de la fuerza en dirección del desplazamiento.
= .∆
IV.
Materiales.
Trozos de cartón (1 de 3 cm, 4 de 8,5 cm, 2 de 7,8 cm) Láminas de madera (1 de 48x16 cm, 1 de 16x19 cm, 1 triangular de 5x5x5 cm) Alambres (2 de 5 cm, 1 de 25 cm) Baterías Cabinas hechas de cartón Interruptor Motor eléctrico pequeño Hilo grueso (150 cm) Estaño Cautín Pistola de silicón
V.
Metodología
Construcción de teleférico casero. Para construir un teleférico casero se requiere de una serie de materiales específicos con distintas medidas y formas. Todos en conjunto crearan un sistema móvil el cual se asemejará y recreara el sistema de un teleférico real, los pasos para construir un teleférico casero son: Iniciamos pegando una lámina de madera de 16x19 cm a un extremo de una lámina de madera más grande de 48x16 cm formando una L, se pega un trozo de madera más pequeño con forma de triángulo en la parte interna de estas de manera que funcione como una columna de apoyo. Se hace un pequeño agujero en el centro de los trozos de cartón de 8,5 y 7,8 cm de diámetro, se procede a construir dos poleas con estos utilizando tres de los tr ozos de cartón para cada una y colocando en medio el trozo de cartón de menor diámetro de manera que quede un pequeño espacio entre ellos. Se fija una de las poleas en el extremo superior del motor eléctrico y procedemos a construir un pequeño soporte en el extremo libre de nuestra lamina de madera de 48x16 cm dejando unos 7 cm de espacio con el borde de dicha lamina, se procede a fijar el motor sobre los soportes dándole cierto grado de inclinación de manera que la polea apunte hacia el extremo superior de la lámina de madera de 16x19 cm. Tomamos el alambre de 25 cm y le damos una forma de bastón, luego tomamos la polea restante y la ajustamos en el extremo más corto de nuestro alambre, para evitar que esta se salga tomamos el trozo de cartón más pequeño de 3 cm de diámetro y lo fijamos a la punta de dicho alambre, luego cortamos el alambre manera que este pueda encajar en el centro de nuestra lamina de 16x19 cm y lo fijamos a dicha lamina. Procedemos a colocar el hilo entre las poleas, lo medimos, nos aseguramos de tensarlo bien y procedemos a pegarlo de manera que este quede tenso entre las dos poleas y ajustamos las cabinas previamente construidas al hilo sujetadas por un alambre pequeño que pueda pasar libremente entre las poleas.
Por último, se procede a conectar las baterías y el interruptor al motor eléctrico para que el sistema pueda funcionar y ajustamos el circuito a la base para evitar que este se rompa.
VI.
Resultados
Nº
Tiempo (s)
1
3,43
2
3,38
3 4 5 6 7
3,44
8 9 10 T. Promedio
DATOS
CANTIDAD
UNIDADES
Carga Distancia (exp) Aceleracion
1.5 0.1297577852
voltios metros m/s2
3,41
Peso
0.01
Kilos
3,38
Fuerza T. Promedio
0.0012975778
Newton segundos
Longitud de carrete
0,056
π
3,141592
metros ------
3,42
Radio
0,008912679
metros
3,4
Velocidad Velocidad angular
0.441176470
m/s rad/s
Periodo Frecuencia Nº de vueltas total Distancia (teo)
0,311578947
3,38 3,4
3,36 3,4
1.5
3,4
49.49987759 3,209459459 23,75
1,5
segundos hertz hertz metros
Velocidad = Distancia x Tiempo
Aceleración = Velocidad / Tiempo
Velocidad = 1.5 x 3.4
Aceleración = 0.441176470 m/s / 3.4 s
Velocidad =0.441176470 m/s
Aceleración= 0.1297577852 m/s2
Fuerza = masa x aceleración
Radio = longitud del carrete / 2 π
Fuerza = 0,01 Kg x 0.1297577852 m/s2
Radio = 0.056 / (2 x3.141592)
Fuerza = 0.001297577852 N
Radio = 0.008912678 metros
Velocidad angular ( ω) = Velocidad / Radio Velocidad angular ( ω) = 0.441176470 / 0.008912678 Velocidad an ular
ω
= 49.49987759 rad/s
Periodo (T) = 2 π / Velocidad angular ( ω)
Frecuencia (f) = Velocidad angular ( ω) / 2 π
Periodo (T) = (2 x 3.141592) / 49.49987759
Frecuencia (f) = 49.49987759 / (2 x 3.141592)
Periodo (T) = 0.126933323 segundos
Frecuencia (f) = 7.878151839 hertz
Nº Vueltas Total = Frecuencia (f) x Tiempo
Distancia (teo) = Nº Vueltas Total x Longitud
Nº Vueltas Total = 7.878151839 x 3.4
Distancia (teo) = 26.7857162526 x 0.056
Nº Vueltas Total = 26.7857162526
Distancia (teo) = 1.5 metros Distancia (teo) = Distancia (exp)
Conclusión
Una vez concluida la construcción de nuestro modelo a escala de un teleférico casero pudimos obtener una variedad de resultados por medio de la recolección de datos, observación del proyecto y fórmulas ya establecidas para así estudiar y comprender las leyes físicas que aplican en el funcionamiento de un teleférico casero. Basándonos en las leyes de Newton, pudimos apreciar que estas tres leyes aplican en el funcionamiento de nuestro teleférico, ya que la fuerza ejercida sobre las cabinas cuando nuestro motor esta apagado es totalmente nula y estas se mantienen en un total estado de reposo dándonos un claro ejemplo de la primera ley de Newton, también pudimos calcular que la fuerza que se aplica en nuestro teleférico basándonos en la segunda ley de newton es de de (0.001297577852 N) en conjunto con una aceleración de (0.1297577852 m/s2) para así darle movilidad a las cabinas de nuestro modelo, basándonos en eso obtenemos una demostración de la segunda ley de Newton la cual nos dice que si se le aplica una fuerza a un cuerpo este se acelera con la misma fuerza y en la misma dirección; pero también se puede apreciar que en el momento de nuestro motor comenzar a aplicar dicha fuerza sobre las cabinas estas tienen un cierto retroceso así demostrándonos la tercera ley de newton, la cual nos dice que al aplicar una fuerza sobre un cuerpo este ejerce la misma fuerza que se le está aplicando pero en una dirección opuesta.
Bibliografía.
Harrison Gonzalez Caceres. (junio 6 de 2014). El teleférico & sus características. https://prezi.com/nxqlpsqbzjdh/el-teleferico-sus-caracteristicas/ Manuel Paucar Benites. (mayo 4 de 2015). http://es.slideshare.net/layfers_23_30/proyecto-teleferico
Proyecto
Teleférico.
Muy Fácil De Hacer. (27 enero de 2016). Cómo Hacer Un Teleférico Casero https://www.youtube.com/watch?v=njSSRH8JWTU Creative Commons. (junio 6 http://wiki.ead.pucv.cl/index.php/Telef%C3%A9rico
de
2011).
Teleférico
Alersson Joestein Florez Riaños. (8 noviembre de 2012) Prototipo de un teleférico. http://es.slideshare.net/alerssonjoesteinf/prototipo-de-un-teleferico
