1. El coet d’aigua: Comparativa entre
variables experimentals i simulades
Treball de recerca
Curs 2014-1015
Joel Casellas Sánchez
2. Introducció
L’objectiu del treball de recerca és mesurar l’acceleració,
la velocitat i distancia en el llançament d’un coet d’aigua
amb mètodes diferents:
Mètodes pràctics
Obtenció de l’acceleració amb un
sensor acceleròmetre.
Obtenció de la distancia amb un vídeo del
llançament analitzat amb el programa Tracker.
Mètode teòric Obtenció de dades amb un simulador.
5. Mètode teòric
Dades introduïdes en el
simulador:
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6
Distancia,VelocitatiAcceleració
Temps (s)
Velocitat
(m/s)
Distancia (m)
Acceleració
(g)
Dades obtingudes amb el
simulador:
Segons el simulador l’acceleració
màxima és de 223,7 m/s2, la
velocitat màxima de 38 m/s i la
distancia màxima de 60,7 m.
6. Mètodes pràctics
Sensor mpu6050
Sensor acceleròmetre i giroscopi
està situat a la càpsula i pot
obtenir acceleracions de fins a
±16g.
Anàlisi de vídeos amb el Tracker
Mitjançant un vídeo de l’inici del
llançament, el numero de fotogrames
per segon i una escala es pot obtenir la
posició
7. Llançaments
S’han realitzat 15 llançaments en total i han sigut classificats en tres
grups:
Llançaments per provar el coet, s’han fet onze.
Llançaments per provar la càpsula, s´han fet dos.
Llançaments de recollida de dades, s’han fet dos.
8. Llançament del dia 1-9-2014
-20
-10
0
10
20
30
40
50
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000
Distancia,VelocitatiAcceleració
Temps (s)
Acceleració (g)
Velocitat (m/s)
Distancia (m)
Dades acceleròmetre:
Temps
(s)
Distancia eix
Y (m)
Velocitat eix Y
(m/s)
Acceleració eix
Y (m/s2)
0,000 0,000 0,000 0,000
0,033 0,004 2,054 71,956
0,067 0,141 5,090 84,969
0,100 0,343 7,502 75,784
0,133 0,641 10,226 83,821
0,167 1,025 13,039 97,217
0,200 1,510 16,656 107,551
0,233 2,135 20,362 90,328
0,267 2,868 22,728 50,140
0,300 3,651 23,666 11,482
0,333 4,446 23,488 -13,779
0,367 5,217 22,684 -29,089
0,400 5,958 21,567 -32,533
0,433 6,654 20,451 -45,164
0,467 7,321 18,710 -46,312
0,500 7,902 17,102 -42,485
Dades Tracker:
Segons el sensor l’acceleració màxima és de
147 m/s2, la velocitat màxima de 34,4 m/s i
la distancia màxima de 45,4 m.
9. Llançament del dia 3-9-2014
Segons el sensor l’acceleració màxima és de
147 m/s2, la velocitat màxima de 39,2 m/s i la
distancia màxima de 54,4 m.
Dades acceleròmetre:
Dades Tracker:
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000
Distancia,VelocitatiAcceleració
Temps (s)
Acceleració
(g)
Velocitat
(m/s)
Distancia
(m)
Temps(s) Distancia
(m)
Velocitat
(m/s)
Acceleració
(m/s2)
0,000 0,000 0,000 0,000
0,033 0,02 2,89 68,97
0,067 0,19 5,47 105,34
0,100 0,39 9,23 104,59
0,133 0,81 13,25 94,84
0,167 1,27 15,09 67,85
0,200 1,81 17,80 89,59
0,233 2,46 21,08 91,47
0,267 3,22 24,01 70,10
0,300 4,06 25,76 40,11
0,333 4,94 26,63 20,62
0,367 5,83 27,11 -2,25
0,400 6,74 26,59 -25,49
0,433 7,61 25,28 -40,49
0,467 8,43 23,92 -42,36
0,500 9,20 22,44 -48,36
10. Conclusions
1. Les acceleracions del coet han superat el límit de l’escala del sensor
mpu6050.
Solució: Realitzar llançaments a 4 atm o utilitzar un altre acceleròmetre amb
una escala més gran.
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
0 1 2 3 4 5 6
Distancia,VelocitatiAcceleració
Temps (s)
Acceleròmetre LIS331HH amb una
escala de ±24gGràfica obtinguda en el simulador si la
pressió del coet és 4 atm
L’objectiu del treball de recerca s’ha assolit. Tot i això en els mètodes pràctics
s’han trobat alguns inconvenients:
11. 2. En les gravacions analitzades s’ha trobat que en dos punts diferents el
coet té grandàries diferents.
Solució: Ús d’una càmera amb més resolució per poder situar-la més lluny i
reduir la diferencia de grandària del coet entre dos punts.
Imatges que mostren la variació de grandària.
Conclusions 2
