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PORQUE NO ME QUIERES SI YO A T I TE AMO
Tipo: Tesinas
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Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Termodinámica – IMEC 1330L Actividad complementaria No. 2 Formas de energía El movimiento de elevación de un ascensor es un proceso en el cual se ve involucrado la transformación de energía eléctrica (entregada al motor) en energía mecánica para elevar y acelerar la cabina. A partir de la medición instantánea de la aceleración, es posible tener una estimación de la potencia requerida para este movimiento, así como la evolución de las dos formas de energía mecánica involucradas. Objetivos: Realizar mediciones de aceleración en el movimiento de elevación de un ascensor. Determinar la evolución temporal de diversas variables como velocidad, posición, energía y potencia. Estimar la potencia requerida para cada fase de movimiento de un ascensor. Materiales: Un teléfono inteligente (preferiblemente iPhone). Procedimiento:
1. Instale una aplicación gratuita para el monitoreo de la lectura del acelerómetro disponible en el teléfono inteligente: Android: https://play.google.com/store/apps/details? id=com.chrystianvieyra.android.physicstoolboxaccelerometer&hl=en IOS: https://itunes.apple.com/us/app/physics-toolbox-accelerometer/id1008160133?mt= Ingrese a un ascensor y coloque el celular en el piso. Inicie la toma de datos de aceleración luego de que se cierre la puerta, y realice un ascenso de mínimo 6 pisos. Al momento de llegar al piso de destino detenga la toma de datos previo a la apertura de la puerta. Esto con el fin de evitar vibraciones. (Si va a realizar este procedimiento en la universidad, hágalo en un horario de bajo flujo de personas en los ascensores del edificio ML de la Universidad). 2. Se deben realizar por lo menos 3 repeticiones del mismo ascenso. 3. Baje los datos a un computador y realice el manejo de datos en el software de su preferencia (Puede ser Excel, Matlab, Scilab, etc).
Cálculos:
1. Realice una gráfica de aceleración vs tiempo para cada movimiento de ascenso. Para esto, es necesario que al inicio, se realice una adecuación de los datos según la aplicación utilizada. Entre las acciones que debe realizar en esta adecuación de datos están: - Multiplicación por factor de aceleración gravitacional (g o -g, según sea el signo de los datos de aceleración obtenidos). - Corrección de off-set (La aceleración debe ser 0 m/s^2 en los instantes en que el ascensor se encuentre estático). - Corrección del vector de datos de tiempo (El tiempo debe iniciar en 0 s). Para todo lo anterior se recomienda consultar al asistente graduado del laboratorio para recibir ayuda una vez tengan los datos. 2. Seleccione la mejor gráfica obtenida, con la cual llevará a cabo todos los cálculos requeridos. 3. Construya la gráfica de velocidad vs tiempo a partir de los datos de aceleración. Para esto se debe realizar un proceso de integración numérica. Se recomienda para esto un método sencillo de integración numérica como lo es la regla del trapecio, la cual aproxima el valor de la integral de una función entre dos puntos por el de la función lineal que pasa por estos dos puntos, calculando el área del trapecio bajo la gráfica de la función lineal (En Matlab la función cumtrapz implementa este método).
4. Construya la gráfica de posición vs tiempo a partir de los datos de velocidad. Aplicando nuevamente el método de integración, para este caso se obtiene:
5. A partir de los datos de velocidad y posición calcule la evolución temporal de las energías cinética y potencial, por unidad de masa. Presente las gráficas de energía cinética, potencial y mecánica (por unidad de masa) vs tiempo. 6. Calcule la potencia instantánea entregada por el motor para elevar el ascensor (en kW y hp). Presente la gráfica de potencia vs tiempo (Asuma una masa de todos los componentes del ascensor sin carga de 800 kg).