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EXPERIMENTOS

 

TEMPERATURA PÉNDULO PLANO INCLINADO

TEMPERATURA

 

Realizado por: Rocío Alba y Lidia Pérez.

Asignatura: Proyecto Integrado.

Profesor: Antonio Moyano.

Curso: 1º Bachillerato C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.- Se abre el programa Registro de datos de Lego Mindstorms Education NXT.

  

  

2.- Se abre un nuevo experimento.

 

 3.- Se precisa la duración del experimento: 120 minutos.

 

  

4.- Se designa la velocidad a la que se tomaran los datos: 3597 segundos entre toma.

 

 

5.- Se elige a utilizar el sensor y el puerto del NXT: sensor de temperatura, puerto 1.

 

  

6.- Se descarga el proyecto en el NXT.

 

 

 

7.-Se conecta el sensor de temperatura al robot.

 

  

8.- Se deja el robot tomando los datos durante el tiempo marcado anteriormente.

 

9.- Se conecta el robot a través del USB al ordenador. 

  

10.- Se abre el experimento.

 

 

  

 11.- Se guardan los datos obtenidos.

 

 12.- Se abren los datos.

 

 

 

 

 13.- Se abre el programa Microsoft Excel y se abren los datos ahí.

 

 

 14.- Se realiza una gráfica con los datos obtenidos.

 

  


PÉNDULO

PROYECTO INTEGRADO

EXPERIMENTO CON ROBOT;

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UN PÉNDULO

 

 

 

Profesor: Don Antonio Moyano

Realizado: Manuela Moreno, David Ruiz  Francisco Soriano

1º BACH C

 

EXPERIMENTO CON PÉNDULO (VARIACIÓN DE LA DISTANCIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO CON SENSOR ULTRASÓNICO DE NXT)

 

1. OBJETIVO

 Nuestro experimento consiste en la medición del movimiento de diferentes masas que realizan el papel de péndulo.

 El objetivo es la comprobación del recorrido de distintas masas, en suspensión (péndulo).

Para ello, utilizamos el robot NXT 2.0, que gracias a su sensor de ultrasonidos nos permite realizar las mediciones, que posteriormente introduciremos en el PC para obtener las gráficas resultantes.

2. DESARROLLO

 En primer lugar, montaremos nuestro robot NXT con las instrucciones incluidas en el mismo. 

Cuando la estructura principal esté montada, debemos añadir únicamente el sensor de ultrasonidos.

Este es el aspecto de nuestro sensor de ultrasonidos.

Conectamos los cables en los puertos indicados.

El primer paso de nuestro experimento consiste en determinar el ángulo a través del cual nuestro sensor ultrasónico capta al objeto y acotar su zona de visión, tanto en el eje horizontal como en el vertical.

Para ello, situamos el robot en frente de un objeto de dimensiones reducidas (en nuestro caso, una bola de madera de 4 cm. de diámetro).

A continuación, iniciamos nuestro robot NXT. En el menú principal, seleccionamos “View”, una vez estemos dentro, “Ultrasonic  cm.” Por último, el puerto al que tenemos conectado el sensor.

Inmediatamente, en nuestra pantalla veremos la distancia a la que se encuentra nuestro objeto.

Lo colocamos justo en frente y hacemos que se desplace el péndulo, tanto en horizontal como en vertical.

A continuación, determinamos el ángulo de medida y descubrimos que es de 45º.

Creamos en el programa NXT 2.0 Data Logging un experimento con las siguientes características: determinar el número de muestras por segundo, el sensor que vamos a utilizar (ultrasónico) y el puerto al que lo tenemos conectado.

 

 

Descargamos desde nuestro ordenador el programa descrito anteriormente.

 

Como hemos determinado ya la longitud a la que debemos colocar nuestro robot y el ángulo de medida, lo colocamos en los parámetros determinados, iniciamos el programa que hemos descargado y tomamos los datos.

En nuestro caso, al programa utilizado le hemos dado el nombre de experimento-1.

Disponemos el robot en frente del péndulo, que esta suspendido a una altura de 50 cm. y unido por una cuerda de 15 cm.

Sostenemos el péndulo desde una altura inicial de 40 cm. desde la superficie a la que se encuentra el robot, y por último soltamos la bola.

Una vez obtenidos los datos con nuestro robot, lo conectamos al PC.

 

Iniciamos el programa NXT 2.0 Data logging y descargamos desde el NXT la medición realizada (gráfica).

Después lo buscamos en Mis Documentos / LEGO CREATIONS / MINDSTORMS Projects / Profiles / Predeterminado / Logs. Cuando estemos en esta última carpeta, seleccionamos y abrimos el experimento realizado, que en nuestro caso se denomina experimento-1.

Copiamos los datos espacio-tiempo que se encuentran en la memoria escrita de nuestro experimento.

Los introducimos en un documento Microsoft Excel y a continuación realizamos la gráfica utilizando este programa informático.

 El primero de nuestros experimentos ya esta terminado.

Para realizar distintas mediciones (distintas masas, densidades, etc.) realizamos la misma operación, cambiando las masas de las bolas que sostiene el péndulo.

Finalmente, una vez obtenidos todos los datos de las distintas mediciones, observamos que las curvas descritas en las gráficas, son casi idénticas, ya que no importa la masa que esté suspendida del péndulo.

También observamos que el movimiento del péndulo es uniformemente acelerado, pero en actitud de desaceleración, es decir, que frena, proporcionalmente, al tiempo que hace que fue soltada desde la altura inicial.

3. CONCLUSIÓN

 Como conclusión podemos decir que en nuestro experimento demostramos el principio de conservación del movimiento de El principio de conservación de la cantidad de movimiento. Consideraremos un sistema de partículas formado por m1, m2,...mi interaccionando entre sí y con el exterior. Suponiendo un sistema  sobre el cual la suma de las fuerzas exteriores sea cero (ya sea porque no interacciona con el exterior o porque la suma de esas interacciones sea cero), en dicho sistema debe mantenerse constante la cantidad de movimiento del mismo ya que:

 

     Si         y         esto implica que   

 

      

                           

 

Este principio establece tres condiciones para el movimiento del sistema que  son las que corresponden a la constancia de la cantidad de movimiento del sistema a lo largo de los ejes x, y , z.

 

 

Nos ha resultado muy interesante trabajar con los robots NXT, ya que hasta el momento sólo los habíamos utilizado para mediciones sin determinar y experiencias más sencillas. 

TIEMPO (s) DISTANCIA (mm)
0 255
0,2 255
0,4 28
0,6 10
0,8 255
1 23
1,2 255
1,4 255
1,6 23
1,8 255
2 23
2,2 40
2,4 255
2,6 24
2,8 23
3 23
3,2 27
3,4 255
3,6 29
3,8 22
4 23
4,2 23
4,4 255
4,6 31
4,8 23
5 23

 

 

ANGULO DE MEDICION:   ≈ 45º    

 

Time Ultrasónico_p4_1
0 255
0,2 45
0,4 255
0,6 46
0,8 46
1 33
1,2 31
1,4 44
1,6 255
1,8 47
2 45
2,2 44
2,21 44
2,4 28
2,6 255
2,8 46
3 47
3,2 37
3,4 45
3,6 42
3,8 46
4 44
4,2 49
4,4 44
4,6 35
4,8 44
5 44
5,2 255
5,4 28
5,6 31
5,8 255
6 45
6,2 45
6,4 33
6,6 32
6,8 255
7 45
7,2 45
7,4 35
7,6 31
7,8 255
8 46
8,2 46
8,4 44
8,6 30
8,8 38
9 51
9,2 255
9,4 43
9,6 31
9,8 35
10 47

 


 

ANGULO DE MEDICION:   ≈ 45º

 

Time Ultrasónico_p4_1
0 255
0,2 45
0,4 255
0,6 46
0,8 46
1 33
1,2 31
1,4 44
1,6 255
1,8 47
2 45
2,2 44
2,21 44
2,4 28
2,6 255
2,8 46
3 47
3,2 37
3,4 45
3,6 42
3,8 46
4 44
4,2 49
4,4 44
4,6 35
4,8 44
5 44
5,2 255
5,4 28
5,6 31
5,8 255
6 45
6,2 45
6,4 33
6,6 32
6,8 255
7 45
7,2 45
7,4 35
7,6 31
7,8 255
8 46
8,2 46
8,4 44
8,6 30
8,8 38
9 51
9,2 255
9,4 43
9,6 31
9,8 35
10 47


ÁNGULO DE MEDICIÓN 45º
TIEMPO (s) DISTANCIA (mm)
0 255
0,2 255
0,4 28
0,6 10
0,8 255
1 23
1,2 255
1,4 255
1,6 23
1,8 255
2 23
2,2 40
2,4 255
2,6 24
2,8 23
3 23
3,2 27
3,4 255
3,6 29
3,8 22
4 23
4,2 23
4,4 255
4,6 31
4,8 23
5 23


TIEMPO (s) DISTANCIA (mm)
0 255
0,2 37
0,4 255
0,6 24
0,8 255
1 255
1,2 255
1,4 42
1,6 255
1,8 23
2 38
2,2 255
2,4 255
2,6 35
2,8 27
3 24
3,2 47
3,4 255
3,6 48
3,8 29
4 23
4,2 27
4,4 43
4,6 255
4,8 47
5 27


TIEMPO (s) DISTANCIA (mm)
0 255
0,2 255
0,4 33
0,6 54
0,8 255
1 255
1,2 23
1,4 23
1,6 255
1,8 255
2 51
2,2 26
2,4 24
2,6 26
2,8 255
3 255
3,2 255
3,4 255
3,6 28
3,8 38
4 255
4,2 53
4,4 38
4,6 29
4,8 29
5 37

 

 

 

 

 


PLANO INCLINADO

 

Proyecto Integrado

 

Estudio de la caída de
un cuerpo por
un plano inclinado

  

 

Realizado por:

Daniel Camargo López

Sebastián Milla Martos

Jesús Roldán Bermúdez                                                    

     Proyecto Integrado

                                                  1º Bach C

  

Objetivo de la práctica_________________________

     A continuación, procederemos a describir la práctica realizada en el aula taller por los tres integrantes de este grupo. Dicha practica consiste en controlar el tiempo en que tarda en caer un cuerpo redondo por un plano inclinado,  ayudándonos del robot mindstorm nxt de lego. Para llevarla a cabo, seguiremos unas sencillas pautas, que exponemos a continuación.

Material necesario______________________________

     Para concluir con éxito esta practica, debemos disponer de los siguientes materiales:

 · Robot mindstorm nxt con dos sensores de choque y piezas adicionales para poder construir el robot que indicaremos mas adelante.

 · Plano inclinado de un metro de longitud, con un pequeño surco que servirá de guía para el cuerpo redondo.

 · Cuerpo redondo de masa “x”. En nuestro caso hemos usado una esfera de plástico.

 Realización de la práctica______________________

     El primer paso será construir el robot que se indica en la figura:

 

                

     También existen diferentes alternativas para construir la estructura. Una de ellas es la que se ofrece en el manual de construcción del ya citado robot. Este modelo presenta el inconveniente de que unos 8 de cada 10 ensayos no detecta el choque de la esfera. Pero no existe ningún robot perfecto, improvisad y construid vuestra propia estructura.

      Para que os sirva de modelo, hemos realizado la construcción en ordenador del modelo que se presenta en el manual.

 Para seguir, debemos configurar nuestro programa de control de datos en el NXT 2.0 PROGRAMMING. Para ello te ayudaremos con unos sencillos pasos.

 

Una vez descargado el programa en el Robot, nos disponemos a preparar el plano inclinado con un ángulo de unos 10º por el que deberá caer la esfera.

 

         El siguiente paso será conectar debidamente los sensores al robot. El sensor que accionamos primero deberá ir conectado al puerto número 1 y el que determina el final del descenso del cuerpo estará conectado al puerto número 2.Una vez llegado a este punto, el conjunto debe tener un aspecto similar al de la imagen:

 

      La construcción del conjunto para la práctica ha concluido. Realizamos diferentes ensayos para comprobar que encaja perfectamente con el plano inclinado y que no hay ningún error en la realización del programa y, muy importante, que la esfera posea la masa suficiente como para accionar el sensor.

 Recomendaciones________________________________________

      Para realizar la práctica se deben seguir unas pautas de seguridad para no dañar el plano inclinado, el sensor o la esfera: 

Ü No se debe usar una esfera muy pesada, ya que podría dañar al sensor cuando lo haga funcionar. 

Ü El Angulo de inclinación ha de ser de unos diez grados, para que la esfera no adquiera demasiada velocidad al impactar con el sensor 

Resultados de la Práctica___________________________

 Tras realizar diferentes ensayos, hemos recogido los siguientes resultados:

 Ensayo 1…………………………………………………..2354 milisegundos

Ensayo 2………………………………………………......2485           “

Ensayo 3……………………………………………..……2379            “

Ensayo 4…………………………………………..………2412            “