Análisis final y estimación del tiempo

Una vez terminado nuestro prototipo, nos dirigimos al laboratorio de hidráulica para realizar la toma de datos finales necesarias para estimar el coeficiente de arrastre y con este encontrar un tiempo teórico.

Ahora procederemos a calcular el tiempo que demorará nuestra embarcación por medio de los datos obtenidos anteriormente.

De acuerdo a la segunda ley de Newton tenemos que la sumatoria de fuerzas externas corresponderá a la masa por la aceleración.

Considerando que en este caso las fuerzas implicadas son la fuerza que ejerce el chorro sobre la placa y la fuerza de arrastre, obtenemos que:



Por medio de la ecuación de conservación de cantidad de movimiento:


A partir de esta ecuación estimamos la fuerza que entrega el chorro a la embarcación lo que corresponde a 29.75 N, como se explicó anteriormente.

Se esperaba encontrar el valor de la fuerza de arrastre y de la velocidad empíricamente. Lamentablemente la máquina que se requería para calcularla dejó de funcionar y no alcanzamos a tomar las mediciones.

Usando un dinamómetro hubiésemos calculado la fuerza de arraste, cuya fórmula es:


Un valor aproximado de la fuerza de arrastre es 2.5 N y de la velocidad del caudal es 0.45 m/s con estos datos podemos despejar de la fórmula anterior el coeficiente de arrastre, el cual nos da:

Cd= 1.0015

Esto considerando un área de 0.027 metros cuadrados.




También aprovechamos de hacer un ensayo general de nuestra embarcación utilizando el mismo estanque que se utilizará para la competencia, con lo que obtuvimos un tiempo de 12,52 segundos