Análisis dinámico deproyectiles redondeados
desarrollo de solucionescon software
DOI:
https://doi.org/10.18667/cienciaypoderaereo.822Palabras clave:
arrastre, cinemática, cinética, sustentación, efecto Magnus, modelización matemáticaResumen
El estudio del movimiento de los objetos ha intrigado a los académicos durante siglos, pero comprender la física y las matemáticas subyacentes ha sido un desafío. Los avances recientes en métodos computacionales y el uso de modelos matemáticos del siglo XVIII permitieron comprender el movimiento y aproximaciones precisas de los movimientos reales de los objetos. Al aprovechar herramientas como MATLAB y métodos analíticos de ingeniería, podemos crear aplicaciones que simulen el movimiento de proyectiles esféricos. Esto brinda valiosos conocimientos sobre el movimiento real de los objetos y las fuerzas y la física asociadas. El análisis dinámico, que abarca tanto la cinemática como la cinética, permite una exploración detallada de la dinámica del movimiento. Inspirada en el concepto de un ‘gol olímpico’, nuestra aplicación desarrollada permite a los usuarios visualizar el impacto de las fuerzas aerodinámicas en los objetos. Demuestra conceptos como la resistencia, la sustentación y el ‘efecto Magnus’, ofreciendo ideas iniciales sobre el movimiento de los objetos en entornos fluidos. Esta comprensión sienta las bases para modelar sistemas más complejos, como aviones, cohetes y componentes aeroespaciales. Es importante destacar que las representaciones gráficas de los elementos esenciales de modelado de la aplicación ofrecen una ventaja significativa. Además, al enfatizar las motivaciones detrás de estos fenómenos, la aplicación despierta la curiosidad y anima a los usuarios a profundizar en estos eventos cautivadores.
Descargas
Referencias
Anderson, J. D. (2010). Fundamentals of Aerodynamics (5th ed.). McGrawHill.
Ang, D. G. (2013). Shape and Size Matter for Projectile Drag. The Journal of Advanced Undergraduate Physics Laboratory Investigations, 2. https://tinyurl.com/4k9uckwp
Blevins, R. D. (1985). Applied Fluid Dynamics Handbook. Van Nostrand Reinhold.
Cadence CFD Solutions (n. d.). The Relationship Between the Kinematic Viscosity of Air and Temperature. Cadence System Analysis. https://tinyurl.com/mtkpttn6
Cengel, Y. A. & Cimbala, J. M. (2010). Fluid Mechanics Fundamentals and Applications. McGrawHill.
Clayfield, B. (n. d.). How Fast is a Soccer Ball Kicked? [online]. https://tinyurl.com/3jm8mwmu
Cook, M. J. (2007). Flight Dynamics Principles: A Linear Systems Approach to Aircraft Stability and Control. Elsevier.
Dixit, U. S., Hazarika, M. & Davim, J. P. (2017). A Brief History of Mechanical Engineering (Materials Forming, Machining and Tribology). Springer.
Earth Data Open Access for Open Science. (n. d.). Air Mass/ Density. nasa. https://tinyurl.com/mph3fhb8
Goldstein, S. (1938). Modern Developments in Fluid Dynamics: An Account of Theory and Experiment Relating to Boundary Layers Turbulent Motion and Wakes. Oxford University Press
Kray, T., Franke, J. & Frank, W. (2014). Magnus Effect on a Rotating Soccer Ball at High Reynolds Numbers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 124, 46-53. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2013.10.010
Meriam, J. L. & Kraige, L. G. (2012). Engineering Mechanics: Dynamics (7th ed.). John Wiley & Sons.
Meyers, R. A. (Ed.). (2001). Encyclopedia of Physical Science and Technology (3rd ed.). Academic Press.
Mody, V. (2015). High School Physics: Projectile Motion. CreateSpace Independent Publishing Platform.
Robinson, G. & Robinson, I. K. (2013). The Motion of an Arbitrarily Rotating Spherical Projectile and its Application to Ball Games. Physica Scripta, 88(1). https://doi.org/10.1088/0031-8949/88/01/018101
TheFA. (n. d.). Law 2: The Ball. ifab Laws of the Game 2023-24 [online]. https://tinyurl.com/4kut4smy
Said, A. A., Mshewa, M. M., Mwakipunda, G. C., Ngata, M. R. & Mohamed, E. A. (2023). Computational Solution to the Problems of Projectile Motion under Significant Linear Drag Effect. Open Journal of Applied Sciences, 13(4), 508- 528. https://doi.org/10.4236/ojapps.2023.134041
Sarafian, H. (2015). Impact of the Drag Force and the Magnus Effect on the Trajectory of a Baseball. World Journal of Mechanics, 5(4), 49-58. https://doi.org/10.4236/wjm.2015.54006
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombiana
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Declaración de cesión de los derechos de autor a la revista
Los autores ceden la Revista los derechos de explotación (reproducción, distribución, comunicación pública y transformación) para explotar y comercializar la obra, entera o en parte, en todos los formatos y modalidades de explotación presentes o futuros, en todos los idiomas, por todo el periodo de vida de la obra y por todo el mundo.
Todos los contenidos publicados en la revista científica Ciencia y Poder Aéreo están sujetos a la licencia reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons, cuyo texto completo se puede consultar en http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
La licencia permite a cualquier usuario descargar, imprimir, extraer, archivar, distribuir y comunicar públicamente este artículo, siempre y cuando el crédito se dé a los autores de la obra: a los autores del texto y a Ciencia y Poder Aéreo, Revista Científica de la Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombiana. Excepto cuando se indique lo contrario, el contenido en este sitio es licenciado bajo una licencia Creative Commons Atribución 4.0 internacional.
Para usos de los contenidos no previstos en estas normas de publicación es necesario contactar directamente con el director o editor de la revista a través del correo cienciaypoderaereo@epfac.edu.
La Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombiana y esta publicación no son responsables de los conceptos emitidos en los artículos, ni de los metadatos aportados ni de las filiaciones que los autores declaren, ya que esta es responsabilidad plena de los autores.