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UACH Bachillerato Lab 13 Efecto Magnus

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Information about UACH Bachillerato Lab 13 Efecto Magnus
Education

Published on December 13, 2008

Author: wgerber

Source: slideshare.net

Description

UACH Lectures, Spring 2008
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Laboratorio 13 Competencia repaso Competencia repaso Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile Objetivos: Repaso de los conceptos de mecánica y  fluidos. www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

¿Como funciona una “bola curva”? www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

El efecto Magnus Heinrich Magnus ¿Quien lanza el  mejor Ejemplo: la famosa “bola curva”  “cilindro curva”? en el baseball americano. www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Como se compite Cilindro de papel Cordel Efecto Magnus Comienza C i a rotar  mientras cae Surge fuerza  Efecto Magnus La idea es calcular para encontrar  el mejor diseño y luego competir  con este. Tiene una trayectoria parabólica www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Como se compite Usted calcula y determina: El señor Yo‐yo ‐ El radio del cilindro ‐ El largo del cilindro ‐ El largo del cordel para el lanzamiento Escribe los parámetros y sus nombres en  Escribe los parámetros y sus nombres en un papel y lo entrega a los profes. Recibe el material y construye su cilindro. Se presenta a competir pudiendo lanzar  una vez y mas veces en la medida que no  tenga que lanzar un grupo que aun no ha  g q g p q lanzado.  ‐ Capaz deberías usar casco para el caso Un profe tiene que “certificar el  de que me equivoque en las matemáticas. lanzamiento” controlando el largo del  l i t ” t l d ll d l hilo y marcando el resultado sobre la  Nota: no puede cambiar los parámetros  hoja. declarados inicialmente. www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Como se compite Usted coloca el cilindro en posición y lo larga. Si toca las barras o sus piernas  (si sale en la dirección equivocada) la  medición se registra como  cero medición se registra como “cero” El profesor que certifique  registra en la hoja de base  g j una marca indicando  donde termina el punto  central. www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Calculo Revisemos la base del calculo l b d l l l Efecto Magnus www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Formulas relevantes Todas las formulas … www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Algunos datos De las mediciones previas aprendimos: El coeficiente de resistencia se estimo en  El cordel no genera rotación hasta el final del  El cordel no genera rotación hasta el final del desenrollarse. Según nuestras mediciones no apoya  en las 1‐2 ultimas vueltas. O sea al largo ideal que  estime súmele entre  El cilindro acelera hasta que la resistencia es igual al  peso independiente de que el cordel se haya o no  desarrollado completamente. Sin embargo, para el  p g ,p rango del cordel que se usa, se puede considerar  que dicha velocidad limite se alcanza muy poco  después del momento en que el cilindro se libera  del cordel. del cordel www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Resumen Mecánica Energía cinética [J] Energía potencial gravitacional [J] Masa [kg] Masa [kg] Velocidad [m/s] Aceleración gravitacional [9.8 m/s2] Momento de inercia [kgm2] Altura [m] Velocidad angular [rad/s] V l id d l [ d/ ] Momento de inercia de un cilindro  Velocidad tangencial [m/s] hueco [kg m2] hueco [kg m Masa [kg] asa [ g] Radio [m] Radio [m] Velocidad angular [rad/s] www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Resumen Uso de la energía (caso conservación) Fuerzas hidrodinámicas Empuje [N] Stokes [N] Resistencia turbulenta [N] Densidad del medio [kg/m3] Volumen del cuerpo [m3] Viscosidad [Pa s] Sección del cuerpo [m2] Aceleración gravitacional [m/s2] A l ió i i l[ / Radio de la esfera [m] Velocidad relativa al flujo [m/s] Coeficiente de resistencia [‐] www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Resumen Uso de las fuerzas de resistencia en un liquido/gas Empuje  Empuje siempre  contra la  gravedad Fuerzas de resistencia siempre  opuestas al desplazamiento Situación de equilibrio www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Resumen Movimiento uniformemente acelerado Posición [m] Velocidad [m/s] Posición inicial [m] ó l[ ] Velocidad inicial [m/s] Aceleración [m/s2] e po [s] Tiempo [s] Velocidad constante (   = 0) www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

El efecto Magnus = 2.8 g = 25 mm = 217 mm = 0.164 kg/m2 www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Guía propuesta 1. Calcule de las energías la velocidad angular con que el royo se libera del cordel 2. Calcule la velocidad con que cae el royo si este lo hace al igual que en el caso Stokes  con una fuerza de resistencia igual al peso. 3. Calcule vía la fuerza de Magnus la aceleración horizontal que experimenta el royo 4. Calcule el tiempo de caída y con el camino horizontal que realiza el royo. 5. Analice la ecuación del camino para encontrar su mejor estrategia. Asuma que la masa  del royo es                              . www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

Competencia Premios Otorgamiento del Titulo Master MAGNUS y el muy valuado  reconocimiento por parte de  p p su equipo favorito de profes  de física. Lamentablemente el rey de  L t bl t l d Suecia esta ocupado  otorgando el premio Nobel  por lo que no podrá  participar en la ceremonia. www.gphysics.net – UACH‐Bachillerato‐Lab‐13‐Version 11.08

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