2o ciclo relacion aceleracion-velocidad en funcion del combustible

[MerceRoig]

Hola a todos,

No sabemos si este es el apartado correcto, en todo caso el moderador que nos lo mueva ya que somos novatos en el foro.

Teniamos una pregunta tenemos que hacer un proyecto de final de modulo de grado superior de electronica y necesitariamos saber como calcular la velocidad maxima y la aceleración de un coche en función del combustible. Hay que considerar que la massa inicial del coche mas la gasolina se va reduciendo con el consumo lo cual deberia poder hacer aumentar la aceleración maxima. Pero a su vez tenemos menos energia al disminuir el combustible.

Hay alguna formula simple para poder relacionarlo??, no queremos formulas muy complicadas con deribiadas, ya que eso debe ir programado a un integrado ya que hay que tener en cuenta que el proyecto es para una maqueta de escalextric, con lo cual los datos son genericos no para un coche especifico.

Muchas Gracias.

[Ulises7]

Re: relacion aceleracion-velocidad en funcion del combustible

Hola a todos,

No sabemos si este es el apartado correcto, en todo caso el moderador que nos lo mueva ya que somos novatos en el foro.

Teniamos una pregunta tenemos que hacer un proyecto de final de modulo de grado superior de electronica y necesitariamos saber como calcular la velocidad maxima y la aceleración de un coche en función del combustible. Hay que considerar que la massa inicial del coche mas la gasolina se va reduciendo con el consumo lo cual deberia poder hacer aumentar la aceleración maxima. Pero a su vez tenemos menos energia al disminuir el combustible.

Hay alguna formula simple para poder relacionarlo??, no queremos formulas muy complicadas con deribiadas, ya que eso debe ir programado a un integrado ya que hay que tener en cuenta que el proyecto es para una maqueta de escalextric, con lo cual los datos son genericos no para un coche especifico.

Muchas Gracias.

Varias cosas, ¿eres más de una? como no sea que tengas distintas personalidades... ( supongo que te refieres a tu grupo ).

Luego, respecto a la fórmula no lo veo fácil y dices que no quieres aplicar derivadas pero es que me parece que en éste problema es precisamente importante aplicarlas porque indicarian una variación respecto a algo, así sabes que la aceleración está dada por:

$$a = \dfrac{F}{m}$$

Donde F es la fuerza resultante que mueve al coche, tendrias que considerar la fuerza de rozamiento y restarla a la que mueve el coche y la m es la masa del coche, pero debes tener en cuenta que es la suma de la masa de la carrocería más la gasolina, además debes tener en cuenta que a medida que disminuye la masa tanto la aceleración como la velocidad del coche aumentan, pero luego cuando la masa del combustible sea 0 entonces la aceleración será 0 y la velocidad irá decreciendo ( debido a la fuerza de fricción ) hasta que se pare. De sencillo no le veo nada al cálculo pero en primera instancia he llegado hasta aqui:

$$a = \dfrac{F_t}{m_t}$$

$$\dfrac{\dd v}{\dd t} = \dfrac{F - F_r}{m + m_g}$$

$$\dfrac{\dd v}{\dd t} = \dfrac{F - \mu ( m + m_g) g}{m + m_g}$$

$$\dfrac{\dd v}{\dd t} = \dfrac{F}{m + m_g} - \mu g$$

$$v = -\mu g + F \int_{t_0}^t \dfrac{1}{m + m_g} \dd t$$

Donde $F$ es la fuerza ejercida por los ejes del coche ( debido al par motor ), $g$ la aceleracon de la gravedad en la superfície de la tierra de valor $9,8 \; m s^{-2}$, $\mu$ es la constante de rozamiento de la superfície ( que tendria que estar tabulada en algún sitio y sino realizas el pequeño experimento, es aconsejable, seria más completo ), $m$ la masa de la carrocería y $m_g$ la masa de gasolina.

La cuestión estaria en encontrar la relación entre la masa de gasolina y el tiempo, ver si es una función lineal, exponencial... y luego ya desarrollar para quitar la integral, también puedes intentar encontrar la fórmula desarrollando a partir del principio de conservación de la energía . También otra dificultad que veo es calcular la fuerza $F$, tal vez conociendo la potencia útil, la velocidad angular ( con un encoder la podrias calcular ) y la distancia del eje podrias calcularla.


Y a todo esto, ¿que ahora los coches de scalextric funcionan con un motor de gasolina? , supongo que el estudio se aplicaria en cualquier caso a los coches teledirigidos que funcionan con gasolina o incluso los coches normales.


A ver si alguien se pasa y se le ocurre como seguir.


Por cierto, un pequeño consejo, si no sabes cómo afrontar esto pues creo que no deberias presentarlo en el trabajo, deberias hacer otra cosa, ya que de lo que se trata es de demostrar los conocimientos adquiridos en el trabajo final pero si lo hace otra persona... Así que si no sabes como seguir te aconsejo que hagas algo donde puedas aplicar lo que conoces, no sé, crear un sistema de control de lazo cerrado, utilizando comparadores y sensores, actuadores, etc.

Saludos

[Al2000]

Re: relacion aceleracion-velocidad en funcion del combustible

Si pretendes simular algo realista, deberías de plano descartar cualquier consideración del peso del combustible. Simplemente el efecto es insignificante en el caso de un automóvil. Considera que un carro pequeño pesará, no se, ¿al menos 500 kilos? ¿y tendrá un tanque de gasolina de unos 30 litros? Con una densidad alrededor de 0.7 kg/lt apenas serían unos 20 kilos, o sea una diferencia de máximo un 4% en la aceleración en muchos kilómetros de recorrido. Habrán muchos otros factores que serán mas importantes a la hora de considerar la máxima aceleración y velocidad. En el caso de la aceleración, la masa total del vehículo es clave. De allí la tendencia a usar materiales livianos como aluminio y fibras sintéticas en reemplazo del hierro. En el caso de la velocidad tu factor limitante básicamente es la aerodinámica del coshe (ese es un automóvil argentino).

Saludos,

Al

[Laron]

Re: relacion aceleracion-velocidad en funcion del combustible

Pero pienso que Ulises esta tomando en cuenta la masa de la gasolina para iniciar el arranque o no?

NaClu2

[MerceRoig]

Re: relacion aceleracion-velocidad en funcion del combustible

Antes de todo, somos dos personas haciendo el proyecto mi compañero y yo .

Nuestro proyecto se trata de simular lo que seria un boxes en la formula 1 pero en un circuito de escalestric que la propia empresa nos ha enviado. Con lo cual lo que basicamente haremos sera que con un integrado se controle la velocidad del coche leyendo la tension de las pistas ( por si alguien no lo sabe, los coches de escalestric se mueven debido a que la pista de "aluminio" por donde circula y esta se carga con voltaje, cuando le das el boton del mando para aumentar la velocidad, estas dando ordenes a una fuente de alimentacion ( un transfromador de cualquier aparato que vaya enchufado a la red, por ejemplo un cargador de mobil, el cargador de un portatil...) que aumente la tensión que le esta dando a la pista.

Bien, lo que nostros queremos simular es lo siguiente:

1. Al poner el coche en el circuito para empezar la carrera, suponemos que el coche esta cargado con todo su combustible ( se programado en un integrado ya que es una simulación, relamente no lleva combustible, es solo para simular el boxes real de f1)
2. El coche arranca, incialmente hay un tiempo en el que tarda en llegar a la velocidad que le estas dando ( esa velocidad nos la da la tensión de pista)
3. A mesura que el coche va corriendo, el combustible va disminuyendo, su peso tambien disminuye con lo cual aumenta la acceleración y a la vez su energia disminuye
4. Cuando le queda muy poco combustible el integrado que queremos programar lo detectara y hara que el coche vaya a una pista añadida exterior donde se simulara que esta cargando, es decir, se quedara alli un tiempo x en el que supuestamente se ha cargado el coche
5. Vuelve al circuito y vuelve a disminuir el combustible y vuelve a boxes.. y asi todo el rato.

Bien, para programar el integrado, nostros partimos de una tensión que nos la da la fuente de alimentación de la pista del escalestric a la qual tenemos acceso y que varia entre 0 y 10 V donde 10V seria la velociad maxima que el coche de escalestric puede llegar. Ahora bien, teniendo esa tensión queremos una formula que nos combierta esa tension en velocidad y que esta dependa del consumo del combustible, mas los factores de friccion como el aire y la pista. La formula la pondriamos en el integrado y nos lo calcularia directamente.

No se si me he explicado muy bien, pero espero que mas o menos la idea la haya dejado clara .

Muchas Gracias a todos los que habeis contestado

Salutaciones.

[Al2000]

Re: relacion aceleracion-velocidad en funcion del combustible

3. A mesura que el coche va corriendo, el combustible va disminuyendo, su peso tambien disminuye con lo cual aumenta la acceleración y a la vez su energia disminuye

Pero el combustible no es como una pila que cuando se va gastando disminuye el voltaje... Ciertamente la aceleración será mayor a menor peso (por llevar menos combustible), pero eso es todo. El motor no tendrá menos potencia ni nada de eso, hasta que consuma la última gota de combustible.

Saludos,

Al