Análisis de Movimiento

Como se publicó en entradas anteriores, la mejor placa para recibir el chorro corresponde a una placa semiesférica, la cual es:

F= Fs (1+sin(theta))=2Fs=27.8 N


Ya que previamente se obtuvo la fuerza que ejecerá el chorro sobre nuestra embarcación, ahora necesitamos obtener la fuerza que se opone al movimiento. Esta fuerza, llamada Fuerza de Roce Viscoso es determinada por:
Donde Cd corresponde al Coeficiente de Resistencia, A es el Área Transversal del barco y v es la velocidad con la que se mueve.
Además para el coeficiente de roce, usando un dinamómetro para medir la fuerza, pudimos encontrar el valor experimental, el cual fue de 1.48.
Además debemos notar que la fuerza no se ejercerá durante los 5m completo, sino que tendrá un avance efectivo en los primero
Así, reemplazando:
Usando maple se tiene:
Luego se ve que en 0.59s, el barco avanzará 0.7m, por lo que desde ahí el chorro deja de ser efectivo, por lo tanto para recorrer el resto de los 4.3m se tiene:
Lo que da de resultado Y revisando para los 4.3m faltantes, nos da un valor de 9.56s

Fotos Avance Barco

Para nuestro barco, empezamos por cortar distintos moldes de cuadernas para poder empezar a crear el molde del barco entero, luego con plumavit fuimos cortando el molde:

Fotos Avance Barco

Análisis Hidrodinámico

Análisis del Impacto del Chorro

Para saber con qué velocidad se moverá nuestra embarcación es relevante obtener la fuerza que entrega el chorro a la placa. Para esto, usaremos la ecuación de Bernoulli, la cual describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Esto asumiendo como válidos los siguientes supuestos:

• No existe viscosidad ni rozamiento.
• Fluido incompresible
• Regimen Impermanente
  

Dicha ecuación corresponde a:
Tomando como base el sistema de propulsión subido a la página:

Además se tiene que el diametro del chorro es de 1'', reemplazando:

Si



Mientras que para el estanque se tiene que el radio es 17,5 cm.
A2= 0.096 m2.

Reemplazando:
Por lo que se obtiene:
Usando Maple para resolver esta ecuación se obtiene h(t)=1.5 -0.000136t^2 +0.02857t

Por lo que V1=dh(t)/dt= -0.000272 t + 0.02857
Mientras que V2= -0.051646000 t + 5.42472875

Así , por conservación de movimiento, se tiene que:



Por lo que se necesita el valor del Caudal, por conservación y sabiendo que el tiempo total es relativamente corto podemos asumir, este caudal como constante , sabemos que equivale a:

Q=VA
Q=0.00144 m3/s

Por lo que reemplazando en conservacion de movimiento:

1000 kg/m3 x 0.00144 m3/s x 5.424 m/s = 7.81N