Dirigible.

LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO.

PROYECTO DIRIGIBLE 20-13

AUTORES:
Anderson Alveiro Quemag.
Yeison Yamid Quenguan.
Julián David Hoyos.
Oscar Villareal.
Roberto Uribe.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA.
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, NATURALES Y DE LA EDUCACION.
PROGRAMA DE INGENIERIA FISICA.
POPAYAN
21 DE ENERO DE 2013.

PROYECTO DIRIGIBLE 20-13

OBJETIVO


Construir un dirigiblecontrolado con control remoto capaz de mover en tres
direcciones: Adelante, Derecha, Izquierda.



Lograr el equilibrio del sistema en el medio en el cual se va a desplazar.



Determinar visual y experimentalmente el principio de Arquímedes y cómo
esta ley influye en el vuelo de globos, aviones, etc. por medio del
denominado empuje.



Asegurarnos cual geometría para el montajesería la más adecuada para un
óptimo desempeño y factor económico.

MARCO TEORICO
Para la elaboración del Dirigible nos basaremos en la teoría siguiente:
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido
experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primerlugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en
equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la
superficie de separación es igual a p·dS, donde p solamente depende de la
profundidad y dS es un elemento de superficie.
Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las
fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso dedicha porción de fluido.
A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de
masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.
De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple
Empuje=peso=ρf·gV
El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido ρf por
la aceleración de la gravedad g y por elvolumen de dicha porción V.
[1]

METODO EXPERIMENTAL
Vamos a construir el dirigible a partir de varias bombas R12 infladas con helio, las
cuales serán distribuidas en 4filas y tres columnas, las bombas estarán unidas
unas a otras con hilo y cinta de papel, tal como se muestra en la figura 1, se
deberá tener en cuenta lo siguiente:
Conseguir los materiales más livianos para implementarlos en laestructura del
dirigible (motores, circuito del radio control, batería, aspas, soporte para los
motores).
Determinar el peso que puede elevar una bomba R12 con helio, para luego
aproximar los cálculos para elevar el peso total de los componentes del dirigible.
Instalar los dispositivos de control y motores para manipular el dirigible por medio
de radio control.

Figura 1. Diseño de laestructura física del dirigible

RESULTADOS
El día 10 de Diciembre de 2012, a las 4:30 pm, se llevó a cabo la práctica para
determinar cuál es el peso que puede elevar una bomba de referencia R12 inflada
con helio, el valor de peso que levanto la bomba para mantenerlo
aproximadamente en equilibrio por 2 minutos fue de 6.1 g, pasado este tiempo la
bomba dejo de levantar dicho peso.
A partir deesta experiencia calculamos el número de bombas de referencia R12
necesarias para levantar y mantener en equilibrio 56.2 g, correspondiente al valor

total en peso mostrado en la Tabla 1, que deberían levantar las bombas, esto lo
determinamos a partir de una regla de tres con lo cual encontramos que se
necesitan aproximadamente de 9 a 10 bombas para levantar la estructura.
Tabla 1. Valoresdel peso de cada uno de los componentes de la estructura del
dirigible.
Materiales y Equipos
Circuito
2 Motores
2 Aspas de plástico
Batería de litio
Barra de icopor
Madera
TOTAL

Peso (g)
9.0
12.3
3.0
16.3
7.4
8.2
56.2

En nuestros primeros intentos, tratamos de obtener un diseño del dirigible en
forma de un cilindro alargado, como se muestra en la figura 2, pero desistimos...