Estimación y análisis: medidas del dispositivo

Ahora procederemos con el análisis de datos y valores a estimar.

Primero ser realizó el cálculo de la velocidad de salida utilizando Bernulli
Se asumió:

- Régimen permanente.

- Irrotacional utilizando una misma línea de corriente.

- Fluido ideal e incompresible.

Aplicando Bernoulli entre 1 y 2 donde:

1: superficie agua en el estanque
2: punto de salida del chorro.

Se obtiene la velocidad del chorro a la salida de la tubería : V= , g= 9,81 m/s2

Se realiza la sumatoria de fuerzas horizontales igualado a la masa del bote por su aceleración con el fin de encontrar el tiempo y la velocidad teóricos del bote.

Fc-Fd=M*a

Fc: fuerza que ejerce el chorro sobre el bote
Fd: fuerza de arrastre producida por el contacto entre el agua y el bote

Fc= rho*Q*V*(1+cos(beta))

Fd= (Vb*Cd*Acont*Acont)/2

ρ: densidad del agua (1000 Kg/m3)

Q= V*Ac

Ac : área del chorro en el impacto: diámetro de 1 pulgada = 2,54cm. Ac=0,0005067m2
Cd = 0,81

Vb: velocidad del bote

Acont: área de contacto entre el bote y el agua

M: masa total de la embarcación más la sobrecarga de 1 Litro

Integrando una vez, y utilizando las condiciones iniciales (en t=0, V=0, x=0 obtenemos una constante de integración igual a cero), se obtuvo la siguiente ecuación de velocidad:

Si integramos nuevamente se obtiene la siguiente ecuación de desplazamiento (utilizando mismas condiciones iniciales, la constante de integración es igual a cero):

Siendo:

Estas ecuaciones, que estas todas detalladas y resueltas en código maple, serán nuestra base para lograr mejorar nuestro dispositivo, que debe respetar y cumplir con cada uno de los objetivos del proyecto.

Suerte en la competencia, y ojalá que nuestro proyecto gane!

Grupo 41.