TORNILLO DE ARQUIMEDES Francisco Javier estrada godinez, julio cesar Camarena pasano. Ulises avila zurita, Juan de dios flors aguilera, josue Alexander guzman guzman.
Instituto Mendel uriangato gto. I.
INTRODUCCION
Este proyecto, que hemos, elaborado es el tornillo de Arquímedes para la materia de español III. En donde se aplicara la ley de Arquímedes de un tornillo sin f in en donde se aplican principios físicos como de dinámica de fluidos, ley de la continuidad, presión y velocidad. La labor de este mecanismo es elevar agua de un recipiente y depositarlo en otro y así demostrar este principio. II.
DESARROLLO DE CONTENIDOS
1.- Tornillo de Arquímedes Es una máquina gravimétrica helicoidal utilizada para la elevación de agua, harina, cereal o material excavado. Fue inventado en el siglo III a. C. por Arquímedes, del que recibe su nombre, aunque existen hipótesis de que ya era utilizado en el Antiguo Egipto. Se basa en un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, situado sobre un plano inclinado, y que permite elevar el cuerpo o fluido situado por debajo del eje de giro. Desde su invención hasta ahora se ha utilizado para el bombeo. También es llamado Tornillo Sin fin por su circuito en infinito.
Fig. 1 Tornillo de Arquímedes
2.- Conceptos a) Dinámica Es la parte de la f ísica que describe describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación. El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos. b) Fluido Es cualquier cosa que pueda derramarse si no está en un recipiente, a menos que sea lo suficientemente grande como para mantenerse unido por la gravedad. c) Ley de continuidad Dice que si dentro de un elemento de volumen del espacio no hay fuentes ni sumideros, la masa total dentro de el habrá de permanecer constante. d) Presión Es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es
decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme. e) Gravedad Origina la aceleración que experimenta un objeto en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina fuerza gravitatoria, fuerza de gravedad, interacción gravitatoria o gravitación. Por efecto de la gravedad tenemos la sensación de peso. Si estamos en un planeta y no estamos bajo el efecto de otras fuerzas, experimentaremos una aceleración dirigida aproximadamente hacia el centro del planeta. En la superficie de la Tierra, la aceleración de la gravedad es aproximadamente 9,81 m/s2.
Fig. 2 Espiral
El primer problema que tuvimos fue que no levantaba el agua hasta arriba nada más llegaba a la mitad por lo que tuvimos que modificar un poco el tubo externo. Cuando logramos perfeccionar la espiral todo fue más sencillo hasta quedar le proyecto terminado como se muestra en la figura 3.
f) densidad Es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva. III.
DESARROLLO DEL PROYECTO
A) Preparación Para la creación de este proyecto fue algo difícil el estar pensando cómo hacer la estructura primaria y posteriormente ver que si funcionara extrayendo agua de un recipiente. Primeramente fue la creación de la espiral como se muestra en la figura 2después el ensamble de las demás piezas.
Fig. 3 Proyecto terminado
B) Pruebas Lo que hicimos fue medir el tiempo en que el tornillo sacaba medio litro de agua, un litro, litro y medio, dos litros, etc. Después medimos el diámetro de salida y de entrada, posteriormente sacamos el gasto con la ecuación. R=
Sacamos el resultado y utilizamos esta otra ecuación.
= 1000 kg/m 3
R = *v*A De aquí despejamos la velocidad conociendo la densidad del agua, el área y R V=
C) Resultados v = 0.00022024 m/s R = 0.00877 m 3/s A = 0.039 m 2
100
90
80
70
60 o p m e i t 50
40
30
20
10 1
1.5
2
2.5
3
3. 5
4
4. 5
5
5.5
litros
Fig. 4 Grafica tiempo que tarda en sacar agua de un recipiente IV.
CONCLUSIONES
Las conclusiones a las que llegamos son las siguientes, de que se necesita muchas revoluciones o más bien vueltas a la espiral par que suba el líquido.
También de que fue algo laborioso diseñar el mecanismo pero todo tiene una forma de cómo hacerse. Porque estamos contentos de que si funciona y es al satisfactorio el poder saber que tenemos el ingenio y la
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capacidad de resolver los problemas que se fueron atravesando. Por eso somos ingenieros o más bien para eso nos están enseñando y capacitando con estos experimentos que se ven en el campo laboral.
V.
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIA
[1]
www w
. ikipedia.com
[2]
www
.google.imagenes.com.mx
[3]http://www.windows2universe.org/p hysical_science/physics/mechanics/fl uids.html&lang=sp [4] www.youtube.com [5] Resnick física Vol. 1 Cap 17 Dinámica de fluidos [6] Alonso finn Vol. 1
