domingo, 5 de julio de 2009

Funcionó!!!

Hola!
Estas fotos son del día de la presentación.
Logramos tener 3 pelotas dentro de nuestro estanque de acrílico!
Una abajo, otra arriba flotando y otra en medio, lo que nos costó mucho tiempo y paciencia.
Pero se pudo.




viernes, 19 de junio de 2009

Ensayos para evaluar el desempeño del prototipo :)



Como nuestro prototipo está compuesto de dos partes fundamentales, su desempeño será evaluado por separado.

En primer lugar, es importante que el paralelepípedo de base cuadrada no contenga filtros y sea resistente a la presion que va a ejercer el fluido sobre él. Su construcción ya está en marcha y prontamente podremos verificar si es que efectivamente aguanta la presion de la altura que le queremos hacer resistir. De cualquier manera, antes de llenarlo con agua, el "acuario" será reforzado con una arenilla acrílica para evitar malos ratos.
Luego de eso, se llenará con agua. Esperamos que resista, ya que estamos obligados a que eso ocurra. Si no es el caso, tendremos que adoptar soluciones menos estéticas, pero en el fondo reforzar aún más todas las uniones del "acuario" para que no hayan filtros de agua.


En segundo lugar, las esferas han sido probadas en la piscina. Para poder mostrar nuestro fenomeno físico, es necesario que algunas de las pelotas que creamos sean densas, para que se dirijan al fondo del estanque, que otras tengan una densidad menor a la del agua, para que permanezcan en su superficie y (lo parte más dificil), que algunas esferas se distribuyan en el medio de nuestro acuario y no se muevan.
Con los dos primeros tipos de esferas (las que permanecen en el fondo y las que flotan), hemos tenido resultados correctos. Sin embargo, ha sido dificil dar con la masa necesaria a introducir en las esferas para que su empuje se iguale con su peso en una altura buscada.
Aún así, nos tenemos fe y creemos que nuestro proyecto va a cumplir con nuestras expectativas.

Estimacion de Costos y cumplimiento de las Condiciones de Diseño

Estimación de Costos:

Para el paralelepipedo de base cuadrada:

Acrilico: $ 7 000

Para construir los objetos que introduciremos a nuestro paralelepipedo de base cuadrada:

Globos: $ 1 000
Jeringa: $ 500
Pelotas Ping Pong: $150 c/u
Pegamento: $1000
Gel: $1500

Para "decorar" el fluído:
Colorante o incluso jugo yupi: $ 100 (sólo si no perjudica la visibilidad de las esferas)


Cumplimiento de las condiciones de Diseño:

Nuestro diseño, como parte de un concurso, está restringido a ciertas condiciones.
En primer lugar, al ser un prototipo, tiene que estar bien construido, ser resistente y no peligroso, ya que debe ser manipulable. Eso depende de nuestra rigurosidad y de nuestro esfuerzo, asi que en ese ámbito no nos deberiamos quedar atrás.
Consideramos también que debe cumplir con algun margen de estética. No tiene que ser horrible para explicar un fenómeno educativo. El prototipo es de lineas simples, casi elegante si no fuera por las pelotas de ping-pong, lo que lo convierte en un diseño agradable a la vista. (La imagen subida muestra al paralelepipedo con un protector, en realidad no es así.)

Al ser bastante simple, nuestro proyecto no está acotado por su precio, costando visiblemente menos de veinte mil pesos.

Además de eso, tiene que buscar explicar el efecto de la densidad de los cuerpos que escogimos. En el fondo, cumplir con su objetivo principal. Por ahora, las leyes de la física nos han sido favorables y las pelotas que hemos introducido se comportan como esperábamos, asi que podemos afirmar con propiedad que nuestro pequeño prototipo efectivamente muestra un comportamiento aislado y preciso de la física, con relación a la mecánica de los fluidos, que es lo que buscábamos desde un principio.

Finalmente, como particularidad del concurso en el que estamos inmersos, nuestro diseño debe ser interactivo. Acorde a nuestro prototipo, la idea sería taparlo para que éste pudiera ser volcado por los usuarios. Es una práctica segura y evidente y no requiere de ningún tipo de ayuda. Asimismo, esta practica reforzaría notoriamente la idea de influencia de la masa especifica de los cuerpos en cuanto a flotación, que es nuestro objetivo mostrar.

SOLUCION ESCOGIDA !!!

Nuestro Proyecto finalmente abordará el tema de la influencia de la densidad de los objetos en un fluido

Luego de reiteradas discusiones, hemos decidido que de acuerdo al curso la mejor opción era trabajar en base a la influencia de la masa especifica de los cuerpos con respecto a su flotación en el agua.
Este proyecto se nos mostró como una idea precisa y efectiva. De las otras que teníamos, no presentó problemas y a simple vista no tendríamos que pelear contra el bajo presupuesto con el que contábamos.
Nuestro proyecto está compuesto por un paralelepípedo de base cuadrada que juega el rol de estanque, además de un fluido y de diferentes esferas caracterizadas por distintas masas específicas predefinidas.
Su funcionamiento es simple, pero nos muestra una de las verdades más imponentes de la física: algunas esferas flotan y otras simplemente se hunden por su Peso. Poner en práctica esto físicamente aún no está resuelto pero se plantea la hipótesis de tapar el paralelpípedo y permitir que éste se pueda girar, para que se observe que la tendencia de las esferas a llegar a su posicion natural ocurre siempre y no sólo en un estado estático.

Faltan algunos detalles que revisar aún, por ejemplo si es que taparemos el paralelepípedo o éste tendrá una salida al aire, o cosas por el estilo... Más que nada falta afinar cómo será su manipulación definitiva bajo la hipótesis de ser implementado en el Museo Interactivo Mirador.

lunes, 25 de mayo de 2009

Calendario de Trabajo

01-06-2009: Escoger qué proyecto será llevado a cabo finalmente por el grupo.
03-06-2009: Cotización lista de los materiales posibles del proyecto, para pensar en construirlo.
09-06-2009: Chile vs Bolivia
10-06-2009: Construcción de primeros elementos del proyecto. No se considera aún aspecto lúdico, sólo funcionalidad.
12-06-2009: Segundo Informe Grupal. Sometimiento del prototipo a pruebas.
17-06-2009: Tener la base del prototipo construida. Esto considera el cumplimiento del fenómeno de mecánica de fluidos. Primeros acercamientos a la adaptación del proyecto hacia un diseño lúdico para ser expuesto en el Museo Interactivo Mirador.
19-06-2009: Revisión del Blog.
24-06-2009: El proyecto debería estar construido y poseer elementos lúdicos, que diviertan, impresionen y enseñen a sus usuarios.
26-06-2009: PRESENTACIÓN DE PROTOTIPOS.

Metodología para la concreción de las ideas


La metodología es el conjunto de métodos que rigen una investigación científica. Es la herramiento que indica el camino a seguir para desarrollar el objetivo.
Lo primero es decidir finalmente qué proyecto llevaremos a cabo.

Para nuestros proyectos:
  1. Habría que cotizar los materiales. El presupuesto del proyecto es bien bajo y no está permitido pasarse.
  2. Ya con una idea clara de qué materiales exactamente se utilizarán, concretizar también las ideas. Ponernos en la situacion de que el prototipo está ya construido y funciona (hipotesis). Ver cómo va a ser la interacción entre el usuario y el diseño. Definir precisamente si el usuario va a tocar los Prototipos, va a soplar un sector... (Es necesario tomar en cuenta que el movimiento que provoque el prototipo tiene que ser bastante expresivo.)
  3. Lo más probable es que usemos acrilicos. Tenemos entendido que en los laboratorios de Fluidos se trabaja con acrílicos, por lo que sería muy bueno para nosotros poder trabajar ahí.
  4. Una vez armado, es indispensable agregarle un toque lúdico, ya respaldado por el hecho de que explique claramente un fenómeno relacionado con la mecánica de fluidos.
  5. Testear el Proyecto, someterlo a pruebas. Verificar su utilidad, su eficiencia como elemento de aprendizaje. Comprobar si el dispositivo es claro explicando el fenómeno que le dio origen.
  6. Una opción que se maneja es ambientar el Diseño del prototipo a la historia de "Los Tres Chanchitos y el Lobo".

Propuestas: Prensa Hidráulica, Equilibrio de cuerpos flotantes: Embarcaciones, Empuje: Estanque con Pelotas


PRENSA HIDRÁULICA:

Dentro del marco de la Estática de los Fluidos, nos pareció interesante hacer incapié en las propiedades de la presión en los fluidos. Principalmente, la Prensa Hidráulica llama nuestra atención debido al potencial lúdico que tiene. Si éste es bien desarrollado gracias a un buen diseño podríamos lograr buenos resultados.

La Prensa hidráulica se basa en el Principio de Pascal:"La presión aplicada a un liquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas."

Dicho de otra manera "el incremento de presion aplicado a una superficie de un fluido incompresible contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo."

La presión del agua en la prensa se mantiene identica, pero el área donde se hace la fuerza es diferente. Esto hace que el área más pequeña ocupe una menor fuerza para oprimir.
En el fondo esta prensa permite AMPLIFICAR la intensidad de las fuerzas. A primera vista esto nos parece sorprendente y bastante simple.

Materiales posibles para este prototipo:
Tienen que ser llamativos, tienen que invitar a ser manipulados por si solos !
Acrilico que permita ver el contenido de la prensa.
Manguera transparente
Pistola de Silicona
Fluido Incompresible (Buscar el más incompresible, sino agua)
Colorante -->Tiene que ser llamativa !!!

Posibles usos de la prensa:
La idea como ya fue expuesta, es que el usuario del dispositivo realice un esfuerzo muy pequeño y este esfuerzo sea notoriamente amplificado por la prensa.
Los esfuerzos pueden ser diversos, depende del alcance de la amplificación que se logre, pero sería muy bueno si se puede levantar algo de un peso considerable gracias a algo mínimo como es un soplido. Esto recuerda a la historia del Lobo y los tres chanchitos.

Así entonces llegaríamos a poder darle un enfoque lúdico a nuestro proyecto. Se podría recrear una escena en que el usuario fuera el Lobo que derribara algún objeto contundente que representara la casa de los chanchitos


EQUILIBRIO DE CUERPO FLOTANTES: EMBARCACIONES

Con esta propuesta pretendemos exponer de manera lúdica los distintos tipos de equilibrio que se presentan en los cuerpos en flotación: nos referimos al equilibrio estable y al inestable. Para acercarnos al espectador común, ilustraremos esta idea en las embarcaciones. El objetivo es que el público se familiarice con la física implicada, pudiendo identificar, para diferentes condiciones de carga, los lugares geométricos importantes del equilibrio en general (metacentro, centro de gravedad, etc.).

Consideramos que es una buena idea, ya que revela de forma simple y lúdica un fenómeno no tan evidente para las personas que alguna vez han visto grandes embarcaciones que se mantienen flotando a pesar del oleaje y tormentas que pudieran producirse en alta mar, en los casos más extremos.




En términos de materiales, consideramos que es totalmente viable, ya que estamos pensando en una representación a escala del fenómeno, para lo cual sólo necesitamos un objeto que represente un embarcación, un eje que atraviese de manera frontal el objeto para permitir el movimiento angular del mismo. Además necesitamos un recipiente (que podría ser de acrílico) para llenarlo con agua (podría ser agua con sal para simular agua de mar). En este recipiente estará, por supuesto, el eje con “la embarcación”.

Sin embargo, debemos considerar un punto que requiere más tiempo y dedicación para la elaboración del prototipo. Nos referimos a que, siguiendo con la idea original, se debe implementar dentro del objeto que hará de embarcación, un dispositivo que nos permita mover el centro de gravedad del objeto para variar su posición relativa con respecto al centro de carena. La idea es que el público que se enfrente con nuestro prototipo pueda variar las posiciones relativas del centro de gravedad del objeto de la manera menos invasiva posible, lo cual podría significar un gran dolor de cabeza a la hora de modelar el dispositivo que permitirá hacer esto.

A pesar de esto, consideramos que es muy buena idea, original, educativa y que, en fin, cumple con todos los requisitos para ser expuesto en el MIM.


EMPUJE: ESTANQUE CON PELOTAS

Este proyecto tiene como fin principal explicar el empuje de un cuerpo sumergido en un líquido, en una forma más sencilla, dar respuesta a preguntas tales como ¿Por qué las cosas flotan o se hunden? ¿Por qué sentimos que dentro del agua nos volvemos más livianos? ¿Por qué una piedra pequeña se hunde y una pelota grande de plástico llena de aire flota? Para esto llenaríamos una piscina con distintos tipos de pelotas con características (tamaño y masa) relacionadas entre ellas que nos permitan sacar una conclusión sobre el método. Al llenar el estanque los elementos flotaran a distintas alturas y es ahí donde se podrá explicar mejor el concepto de empuje.




La idea es muy sencilla de llevar a cabo, pero generar un sistema para llenar y vaciar el estanque automáticamente (sin participación de algún integrante) requiere de mucho presupuesto, por lo tanto, probablemente se escaparía de las restricciones estipuladas en el trabajo. Por otra parte, conseguir las pelotas de distintos materiales, para dar más potencia a la explicación del fenómeno, también tiene un costo extra. Más allá de estas implicancias el proyecto en si no tiene un problema que escape de nuestras capacidades.