1. CARRO HIDRAULICO
DOCENTE: JAVIER BOBADILLA
INTEGRANTES: ANDRES HERNANDEZ
MARIO PARDO
KATHERINE ROJAS
ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
FISICA MECANICA
BOGOTA DC
2013

2. OBJETIVO GENERAL
 Crear un modelo de carro hidráulico a presión para ver el movimiento, la
velocidad y la distancia recorrida, de acuerdo a los parámetros establecidos
por el docente, para comprender mejor el manejo de la física y ganar el
concurso.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Lograr que el carro alcance a saltar las 2 ramplas con una distancia inicial
de 50 cm, cayendo en la segunda, en sus cuatros llantas y que continúe
avanzando.
 Alcanzar la mayor distancia frente a los demás carros.
 Realizar varias prácticas con el carro si es necesario para corregir los
errores.
 Controlar al máximo cada variable de movimiento, cantidad de agua,
presión aplicada, etc., para lograr un buen resultado.

3. MATERIALES PARA ELABORACION DE CARRO HIDRAULICO
 Materiales reutilizables:
1 botella plástica de 600 ml.
Cartón
Tapas plásticas, etc.
 1 válvula para llantas de carro
 Cinta adhesiva
 Tijeras
 Silicona
 Bomba de aire
ANTECEDENTES
En el año 1918, un joven inventor, Malcolm Lougheed (quien posteriormente
cambió la escritura de su nombre por la de Lockheed), aplicó fuerza hidráulica al
sistema de frenos. Empleó cilindros y tubos para trasmitir la presión de un liquido
contra las zapatas de los frenos, a fin de empujar éstas contra las tamboras. En
1921 apareció el primer auto de pasajeros equipado con frenos hidráulicos en las
cuatro ruedas: el Duesenberg Modelo A.
Pero el sistema hidráulico no fue adoptado de inmediato por todos los fabricantes
de automóviles. Diez años después de aparecer el Duesenberg Modelo A, en
1931, sólo los modelos Chrysler, Dodge, Desoto, Plymouth, Auburn, Franklin, Reo
y Granhamtenfan frenos hidráulicos. Todos los otros vehículos todavía tenían
frenos mecánicos activados por cables. De hecho, no fue hasta 1939 que la Ford
finalmente los adoptó, convirtiéndose en el último fabricante de importancia en
emplear frenos hidráulicos.
El sistema básico de frenos que utilizamos hoy ya era cosa común en 1921,
cuando tambíen comenzó a usarse en un refinamiento que muchos consideran
como algo contemporáneo: los frenos motrices.
Los frenos motrices, técnicamente, datan del año de 1903, cuando un auto
llamado Tincher empleó frenos de aire. Pero el primer automóvil en equiparse con
un reforzador motriz activado por el vacío, similar a los que tenemos en la
actualidad, fue el Pierce-Arrow de 1928. Empleaba el vacío del múltiple de
admisión para reducir el esfuerzo físico requerido para aplicar los frenos. (1)

4. INNOVA LA OLIMPIADA DE LA CREATIVIDAD Y EL INGENIO EN LA UAO
El 18 de octubre del año 2011 la universidad autónoma de occidente de Cali
realizo un interesante concurso para una sana competencia donde los estudiantes
pudieron aplicar muchos de sus conocimientos:
“Del 18 al 21 de octubre, en el marco de la Semana Autónoma, la Facultad de
Ingeniería de la Universidad Autónoma de Occidente realizará la cuarta edición de
'Innova, Olimpiada de Ingeniería'. Este será un espacio en donde los estudiantes
de los diferentes programas de la Facultad de Ingeniería de la UAO y de colegios
de Cali, tendrán la oportunidad de retar su capacidad de innovación,
conocimientos, ingenio, trabajo en equipo, manejo de recursos, perseverancia y
planeación”. (2)
Del 18 al 21 de octubre, en el marco de la Semana Autónoma, la Facultad de
Ingeniería de la Universidad Autónoma de Occidente realizará la cuarta edición de
'Innova, Olimpiada de Ingeniería'. Este será un espacio en donde los estudiantes
de los diferentes programas de la Facultad de Ingeniería de la UAO y de colegios
de Cali, tendrán la oportunidad de retar su capacidad de innovación,
conocimientos, ingenio, trabajo en equipo, manejo de recursos, perseverancia y
planeación.
Carros de Agua
Fórmula UAO 2011 se basa en una competición a partir del diseño y construcción
de un carro propulsado con agua y aire, para cumplir con tres pruebas específicas:
velocidad, recorrido en pendiente y salto largo en rampa. Los equipos de cada
delegación participan en las tres pruebas organizando una escudería identificada
con un nombre y logotipo.
Trabuquetes Mojados
La prueba consistirá en una contienda entre dos equipos. Cada equipo deberá
construir su propio trabuquete, el cual deberá lanzar un proyectil a una distancia
entre 10 m y 25 m, en donde estará su objetivo: el equipo rival. Los proyectiles
serán bombas infladas con agua que cada equipo deberá tener listas previamente.
Un enfrentamiento se da entre dos equipos en una zona de disparo y tiene una
duración de tres minutos. Un juego consta de cuatro enfrentamientos al final del
cual se declara un ganador, que será el equipo que haya acumulado la mayor
cantidad de puntos.(2)
(1)http://grupoo27.galeon.com/historia.html
(2) http://www.mineducacion.gov.co/cvn/1665/w3-article-286470.html

5. MARCO TEORICO
Leyes de newton y otros factores que influyen en el desplazamiento de
nuestro carrito hidráulico
PRIMERA LEY DE NEWTON, conocida también como Ley de inercia, nos dice que
si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente
moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo,
que equivale a velocidad cero).
Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el
observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el
interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para
alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está
moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al
cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo
especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia
inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que
un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad
constante
TERCERA LEY, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice
que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra
acción igual y de sentido contrario.
Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por
ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para
impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.
Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos
movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace
sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
En este caso de nuestro carro hidráulico esta ley se ve reflejada claramente ya que
al aplicar presión al carro con un poco de agua en la botella, en el momento que se
quita la válvula la reacción del agua contra el suelo hace que el carro se impulse
hacia adelante.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor
y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos
distintos.

6. A simple vista podríamos afirmar que todas las leyes de newton influirían en el
desplazamiento de nuestro carro hidráulico pero no es así la única ley que no
estaría involucrada sería la segunda ley, ya que esta se encarga de cuantificar el
concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es
proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de
proporcionalidad es la masa del cuerpo, es claro que en nuestro carrito la masa no
será constante debido a la perdida de agua que se va a generar desde el mismo
momento en que este arranca y esto nos dará como resultado que el peso con la
velocidad inicial y la distancia inicial no será el mismo que el que tendrá este en su
distancia final.
AERODINAMICA
Cuando en un proceso mecánico interactúan dos sólidos, las fuerzas se aplican y
transmiten en el punto de contacto .Pero cuando un sólido interactúa con el aire, en
las moléculas del aire próximas al mismo se produce una distorsión ,comenzando a
Moverse alrededor del sólido .El aire cambia de forma, fluyendo alrededor del
sólido y manteniendo un contacto físico en todos sus puntos. Por ello, el “punto de
contacto” de las fuerzas aerodinámicas generadas son todos y cada uno de los
puntos de la superficie del cuerpo.
La magnitud de dichas fuerzas va a depender tanto del aire como del sólido, en
nuestro caso el automóvil .Dos son las propiedades fundamentales del aire a tener
presentes: su viscosidad y su densidad o lo que es lo mismo, su compresibilidad.
En el caso del automóvil ha de considerarse su forma, su rugosidad superficial, el
área de contacto con el aire y sobre todo la velocidad relativa entre éste y el aire.
Todo esto se traduce en que, sobre cada punto de la superficie del automóvil, estén
Presentes un par de fuerzas, una fuerza de presión, normal a la superficie del
cuerpo, debido a la velocidad relativa entre ambos y una fuerza de
rozamiento,tangente a la superficie del cuerpo, debida a la viscosidad del aire.
Componentes aerodinámicos:
ALERONES
Estudio de los diferentes tipos de alerones;delanteros, traseros y laterales.
Las dos funciones básicas de un alerón son la de reducir y optimizar la resistencia
que ofrece el vehículo al aire y conseguir que la adhesión y la fuerza de apoyo del
coche con el firme sea mayor. Cuanto menos brusca sea la manera en la que el
coche 'corte' el aire, el rendimiento del vehículo será mejor. Si el aire se atraviesa
de un modo progresivo, la resistencia disminuirá. Ésa es una de las razones por las
que es conveniente adquirir los alerones indicados por cada fabricante.
Por otra parte, aumentan la adherencia del neumático al suelo, por lo que se
incrementa también la seguridad del vehículo, especialmente cuando éste vira. No
obstante, se ha de tener cuidado de no descompensar el peso de los ejes.(3)

7. PRINCIPIO DE PASCAL: PRESION HIDRAULICA
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el
físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la
frase: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un
recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las
direcciones y en todos los puntos del fluido.
Este principio lo podemos ver aplicado en el carro hidráulico en el momento en que
le aplicamos aire a la botella y esta de la misma presión aplicada se vuelve
bastante rígida ya que no tiene ningún agujero por donde salga el agua ni el aire,
pero al destapar la botella el agua es expulsada con la misma presión ejercida.(4)
FUERZA DE ROZAMIENTO
Cuando deslizamos un cuerpo sobre una superficie aparece una fuerza de contacto
que se opone a este movimiento, denominada fuerza de rozamiento. Lo mismo
ocurre en otras circunstancias, por ejemplo con el aire. Las fuerzas de rozamiento
se dividen en dos tipos, las estáticas y las dinámicas.
La fuerza de rozamiento estática determina la fuerza mínima necesaria para poner
en movimiento un cuerpo. Si no hubiera rozamiento, una fuerza muy pequeña
sobre un cuerpo apoyado en el piso ya pondría a éste en movimiento. Sin embargo
existe un valor mínimo de fuerza a aplicar para que esto ocurra. Eso se debe a que
existe una fuerza de rozamiento que se opone al inicio del movimiento. La fuerza
de rozamiento estática es del mismo valor (pero de sentido contrario) que la fuerza
que vayamos aplicamos para tratar de poner al cuerpo en movimiento, mientras
éste no se mueva, es decir que no tiene un valor constante.
Por ejemplo si un cuerpo se encuentra apoyado sobre una superficie horizontal en
dónde no hay más fuerzas además del peso y la normal, entonces no hay fuerza de
rozamiento estático. Si aplicamos una fuerza F1 y el cuerpo no se mueve, la fuerza
de rozamiento es de valor – F1. Si aplicamos F2 y no se mueve, en este caso la
fuerza de rozamiento vale –F2. (5)
(3)http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/14663/2/PFC_I.pdf
(4) (5) http://www.fisicapractica.com/rozamiento.php

8. CONCLUSIONES
Fue bastante interesante llevar a cabo este trabajo asignado por el docente ya que
aunque no logramos alcanzar la condición solicitada, pudimos notar que es muy
importante tener en cuenta cada uno de los elementos y variables empleados,
empezando por el material en que se iba a realizar ya que tuvimos que pensar en
elementos que no fueran muy pesados para que lograra ser impulsado y brincar la
rampla, pero que tampoco fueran poco resistentes, tuvimos que hacer muchas
pruebas para controlar las variables de agua y aire para que alcanzara el impulso
deseado, ya que en algunas ocasiones se aplicaba mucha presión y el carro
alcanzaba una gran velocidad que ni tocaba las ramplas, en otras llegaba a la mitad
de la meta aunque estuvimos muy cerca falto muchas más pruebas para lograr
controlar completamente todas las variables y lograr el objetivo trazado.
A través de este proyecto del carro hidráulico pudimos notar algunos principios de
la física que se aplicaron para lograr generar un movimiento en este, entre ellos
queremos resaltar la ley de acción y reacción, ya que a través de este trabajo
pudimos entender que para que existan fuerzas deben estar implicados como
mínimo dos cuerpos en este caso el carro y el suelo, y tampoco existe una fuerza
aislada ya que siempre va a existir una fuerza de acción y una fuerza de reacción.
En este proyecto practico la fuerza de acción es creada por la presión que se ejerce
a la botella con un poco de agua y que al salir el agua tiene un sentido hacia el
suelo, y la fuerza de reacción resultante es el movimiento del carro hacia adelante
haciendo que salte la rampla.

10. WEBGRAFIA
http://www.mimecanicapopular.com/verautos.php?n=125
http://grupoo27.galeon.com/historia.html
http://ingenieria.uao.edu.co/boletin/galeria_imagenes_boletin/reglamento_carros_agua.pdf
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html
http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/14663/2/PFC_I.pdf
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pasc.html
http://www.fisicapractica.com/rozamiento.php