Robótica Educativa usando LEGO Mindstorms Education NXT Base Set Segundo Taller de Robótica Educativa usando LEGO Mindstorms Education NXT Base Set Professor: Dr. Omar E. Meza Castillo omeza@bayamon.inter.edu http://facultad.bayamon.inter.edu/omeza Department of Mechanical Engineering

Estándares

Trabajo y Potencia

TRABAJO Es una cantidad escalar igual al producto de la magnitud del desplazamiento y la componente de la fuerza en dirección del desplazamiento.

TRABAJO Se deben de cumplir tres requisitos : Debe haber una fuerza aplicada La fuerza debe ser aplicada a través de cierta distancia (desplazamiento) La fuerza debe tener una componente a lo largo del desplazamiento.

TRABAJO Si la fuerza que realiza el trabajo está dirigida íntegramente a lo largo del desplazamiento. Por ejemplo cuando se eleva un cuerpo en forma vertical o cuando una fuerza horizontal arrastra un objeto por el piso en este caso: En unidades del SI el trabajo se mide en Nxm esta unidad se llama joule (j) Un joule es igual al trabajo realizado por una fuerza de un newton al mover un objeto a través de una distancia paralela de un metro.

Es la rapidez con que se realiza un trabajo POTENCIA Es la rapidez con que se realiza un trabajo

Aplicaciones de Trabajo y Potencia 1kilowatt [kW] = 1.34 Horse power [hp]

Actividad 7 Trabajo y Potencia

Integración de Conceptos Ciencias: Robot como avance tecnológico, trabajo y potencia. Matemáticas: Medición y análisis de datos.

Objetivos Objetivo Conceptual: Objetivo Procedimental: Calcular trabajo y potencia. Objetivo Procedimental: Medir diámetro y radio Medir tiempo y distancia. Medir masa. Objetivo Actitudinal: Apreciar y reconocer la necesidad de usar un sistema de medición de masa, distancias, así como de tiempo.

Materiales Robot LEGO Mindstorms Hilo de amarrar pasteles Regla Calculadora Hoja de Trabajo

Procedimiento Formar grupos de trabajo (4 o 5 estudiantes) Construir el sistema para calcular trabajo y potencia de un motor

1

1

a c 2 d b

2 e

a c 3 b

a c 4 b d

5

6

Connect Motor to port A on the NXT 7 Connect Motor to port A on the NXT

8 Al mismo NIVEL

Programar el sistema para medir tiempo.

Obtener la masa de los objetos a subir (Kg) y luego su peso F= masa x gravedad. Colocar el objeto a subir y medir la altura inicial h1(cm). Poner funcionar el sistema para subir el objeto. Medir la altura final h2(cm). Anotar el tiempo mostrado en la pantalla del Brick Mindstorms. Repetir el proceso desde el paso 5 al 7, dos veces más, para calcular la altura y el tiempo promedio. Cambiar el tiempo a segundos y la altura a metros. Determinar el trabajo realizado por el sistema W[J]=Peso[N] x distancia[m] Determinar la potencia del sistema P[W]=Trabajo[J] / tiempo[s.] Intercambiar la potencia de todos los sistemas. Construir una grafica de Potencia & Grupo.

Análisis de Resultados – Assessment Medir la masa y peso de las ruedas Medir la distancia y tiempo Rueda Masa [kg] Peso [N] Rueda 1 (grande) Rueda 2 (pequeña) Medida Altura inicial h1 [m] Altura final h2 [m] Distancia h1-h2 [m] Tiempo [s] 1era Ejecución 2da Ejecución 3era Ejecución Promedio

Potencia [W]=Trabajo/tiempo Análisis de Resultados – Assessment Calculo de Trabajo y Potencia Grupos Trabajo [J]=Peso * S Potencia [W]=Trabajo/tiempo Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5

Referencias NXT programs.com: a free web resource for building and programming http://www.nxtprograms.com/ The NXT STEP - Lego Mindstorms NXT Blog http://www.thenxtstep.blogspot.com/

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