proyecto tallán construcción de un cohete
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“Año de la Diversificación y Fortalecimiento de la Educación”
INSTITUTO DE EDUCACIÓNSUPERIOR TECNOLÓGICO PRIVADO
“TALLÁN”
NOMBRE DEL PROYECTO:“CONSTRUCCIÓN DE UN COHETE CASERO”
CARRERA PROFESIONAL: MECÁNICA AUTOMOTRIZ.
INTEGRANTES :CÓRDOVA HUAMAN ROLANDO LEODANGARCÍA CRISANTO SEGUNDO KEVIN.MERINO BAYONA JOSUE JONATHAN.NEYRA CRUZ SEGUNDO TEOFILO.GALVEZ ALBERCA JESÚS REYNALDO.
CICLO : III – C
DOCENTE : VÁSQUEZ RAMÍREZ IRENE
CASTILLA – PIURA2015
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ÍNDICE Pág
Índice...........................................................................................................02
Presentación................................................................................................03
Dedicatoria..................................................................................................04
Agradecimiento............................................................................................05
Antecedentes...............................................................................................06
Objetivos.....................................................................................................07
- Generales...............................................................................................07
- Específicos.............................................................................................07
CAPÍTULO I.- PROBLEMA1. Problema ....................................................................................................08
1.1.Planteamiento y Formulación del Problema.........................................08
1.2. Justificación del Proyecto......................................................................08
1.3.Objetivos...............................................................................................09
1.4.Alcance.................................................................................................10
1.5.Limitaciones .........................................................................................10
CAPÍTULO II.- MARCO TEÓRICO2.1. Antecedentes de la Investigación..............................................................11
2.2. Fundamentos Teóricos..............................................................................11
2.3. Definición de Términos Básicos.................................................................14
CAPÍTULO III3.1. Tipo de Investigación.................................................................................16
3.2. Procedimiento Experimental......................................................................16
3.3. Análisis de Resultados...............................................................................18
IV.- CONCLUSIONES......................................................................................22V.- ANEXOS.....................................................................................................24
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PRESENTACIÓN
El Presente Proyecto de Innovación denominado “Construcción de un
Cohete Integrado” por los alumnos de Mecánica Automotriz del III Ciclo
Sección “C”.
Que, con mucho esfuerzo dedicación y empeño en la construcción del
Proyecto, se complace en presentar dicho Trabajo de Innovación a toda la
población estudiantil con la finalidad de exponer al público nuestro
conocimientos y destrezas en el ámbito que concierne en cuenta a un
Proyecto de Innovación, dando a conocer paso a paso la construcción de un
cohete.
Así mismo con la realización de este Proyecto, queremos que
nuestros compañeros de diversas especialidades se motiven a emprender
también la realización de Proyectos Innovadores con recursos de fácil
acceso, porque hoy en día la Ley Universitaria todos los jóvenes que
estudiamos una carrera tenemos que investigar porque sin investigación no
hay ciencia.
Esperando que el trabajo realizado en equipo sea satisfactoria al
público.
Los Autores.
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DEDICATORIA
Le dedicamos nuestro Trabajo a Dios, que fue el creador
de todas las cosas, el que nos ha dado fortaleza para
continuar y siempre tener el ánimo de seguir adelante;
compartir mi sabiduría con los demás.
De igual forma le dedicamos este trabajo a nuestros
padres a quienes les debemos la vida, por darnos su cariño y
su comprensión, a Ustedes quienes han sabido formarme
con buenos sentimientos, hábitos y valores, lo cual me han
ayudado a salir adelante buscando siempre el mejor camino.
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AGRADECIMIENTO
Primeramente agradecemos a Dios por estar conmigo en
cada paso que doy, por fortalecer mi mente y haber puesto en mi
camino aquellas personas que han sido mi soporte durante este
tiempo que estoy estudiando.
Agradecemos hoy y siempre a mi familia y a mis padres
que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la fortaleza necesaria
para seguir adelante.
Agradecemos en especial a la Profesora Irene Vásquez
Ramírez, por haber guiado el desarrollo de este trabajo para llegar
hasta la culminación de este trabajo.
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ANTECEDENTES
En la década de 1960 el Japón importa cohetes de agua de juguete
fabricados en Alemania y los Estados Unidos, a mediados de 1980 se
realizaron competiciones de cohetes agua en Escocia.
Las botellas de Polietileno Tereftalato (PET) para bebidas gaseosas que
es el material que se utiliza generalmente para fabricar cohetes de agua.
Fueron empleados por primera vez en 1994 en los Estados Unidos de
América y su uso aumentó rápidamente a medida que se difundían entre los
consumidos.
La idea de fabricar cohetes impulsados por aire a presión surgió en el
año 1983 como Proyecto Final de la Carrera de una Universidad de USA
(EE.UU.), desde entonces el prototipo del cohete propulsado con agua ha
ido ganando popularidad hasta ser usado por la NASA en busca de nuevos
talentos por Colegios Americanos.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Construir cohetes propulsados por agua para comprender el
funcionamiento de varios principios tales como:
- Leyes de movimiento.
- El principio de acción o reacción (3ra Ley de Newton).
- Describir la relación entre teoría y práctica.
- Estandarizar el formato de presentación de los trabajos de
innovación.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Adquirir habilidad para pasar el diseño a la realidad.
Comprender las funciones del agua y del aire en la propulsión vertical
del cohete.
Comprender las características científicas del agua, aire y otros
materias que damos por sentado en nuestra vida cotidiana.
Brindar las pautas generales para el desarrollo del trabajo de
innovación.
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CAPÍTULO I.- PROBLEMA
Demostración de la Ley de Acción y Reacción (Tercera Ley de Newton)
mediante la utilización de un Cohete de Agua.
1.1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMAUn cohete de agua es un tipo de cohete que usa agua como propelente
de reacción. La cámara de presión, como el motor del cohete, es
generalmente una botella de plástico. El agua es lanzada fuera por un
gas a presión, normalmente aire comprimido, lo que impulsa el cohete
según la 3ra ley de Newton.
El principio de funcionamiento es muy sencillo, funciona por el principio
de acción - reacción debido al aire introducido en la botella.
La propulsión del cohete de agua puede va a producir la expulsión
hacia atrás de una parte de su masa (el agua) lo que provocará un
empuje que propulsará al resto del sistema hacia delante (acción-
reacción), compensándose la cantidad de movimiento total del sistema.
La energía mecánica necesaria para la expulsión de esta fracción de
masa se almacena en el sistema como energía potencial en forma de
gas a presión. Con la expulsión esta energía se irá convirtiendo en
energía cinética, las del movimiento del agua y el cohete.
1.2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTOUn cohete de agua, es una botella de plástico, parcialmente llena de
agua, en la que se introduce aire a presión para luego dejar que escape
por un orificio de salida e impulse la botella.
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Al realizar este experimento queremos ver como lo estudiado en clase
se puede comprobar de manera sencilla, aun aplicando una de las
leyes del gran matemático Isaac Newton y así demostrar que estas
leyes intervienen en cualquier actividad que realicemos sin necesidad
de que sea complejo.
Un cohete propulsado por agua se basa en el mismo principio físico
que un auténtico cohete espacial: la famosa Tercera Ley de Newton.
Esta dice que "Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza
una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la
produjo". En el caso de un cohete, la acción propulsar "algo" hacia
abajo a través del pico de la botella las provoca una reacción idéntica
de sentido opuesto que empuja al cohete hacia arriba. Este "algo" que
propulsa el cohete se suele llamar 'masa de reacción'.
La fuerza que acelera la botella hacia arriba se ve compensada por la
fuerza generada por la 'masa de reacción' siendo expulsada hacia
abajo. En estas botellas, la 'masa de reacción' es agua, y esta se ve
propulsada hacia abajo por la energía que proporciona el gas
comprimido en la botella.
1.3 OBJETIVOS1.3.1. Objetivo General
Construir cohetes propulsados por agua para comprender el
funcionamiento de varios principios físicos tales como:
• Descubrir la relación entre teoría y práctica.
• El principio de acción o reacción (3a ley de Newton).
• Leyes de movimiento.
1.3.2. Objetivos Específicos• Adquirir habilidad para pasar del diseño a la realidad
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• Adquirir habilidad para hacer volar un cohete de acuerdo a
principios científicos
• Adquirir habilidad para predecir y verificar resultados
• Apreciar la importancia de intercambiar información y cooperar
entre amigos.
• Comprender las características científicas del agua, aire y otras
materias que damos por sentado en nuestra vida cotidiana.
• Comprender las funciones del agua y del aire en la propulsión
vertical del cohete.
1.4. ALCANCEDemostrar de manera sencilla y práctica como intervienen las leyes de
Newton en el funcionamiento de los Cohetes de Agua.
1.5. LIMITACIONESMientras sale agua por el orificio
La masa es decir; el agua del recipiente no es constante, sino que
disminuye con el tiempo. La masa del recipiente es la suma de la carga
útil, de la masa de las paredes del recipiente y del agua que contiene
en el instante t, por consiguiente va perdiendo velocidad.
Cuando se ha agotado el agua
Una vez que se ha agotado el agua del depósito, el cohete pierde el
impulso y cae a tierra, esto no lo podemos controlar en nuestro
experimento.
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CAPÍTULO II - MARCO TEORICO
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓNEn la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete
fabricados en Alemania y los Estados Unidos. A mediados de 1980 se
realizaron competiciones de cohetes de agua en Escocia.
Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas,
que es el material que se utiliza generalmente para fabricar cohetes de
agua, fueron empleadas por primera vez en 1974 en los Estados
Unidos de América y su uso aumentó rápidamente a medida que se
difundían entre los consumidores.
La idea de fabricar cohetes impulsados por aire a presión surgió en el
año 1983 como proyecto fin de carrera en una universidad de EEUU.
Desde entonces, el prototipo de cohete propulsado con agua ha ido
ganando popularidad hasta ser usado por la NASA en busca de nuevos
talentos por colegios americanos.
2.2. FUNDAMENTOS TEÓRICOSEl principio básico que rige cualquier lanzamiento de cohetes, sea cual
sea su medio de propulsión, es la 3ra ley de Newton, conocida también
como Principio de acción-reacción:
3ra ley de Newton, conocida también como Principio de acción-
reacción Reacción
Cualquier acción aplicada sobre un cuerpo provoca una reacción sobre
el mismo cuerpo, de igual magnitud y opuesta a la primera
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AcciónAdemás de este principio básico, para entender completamente cómo
se mueve e cohete hay que tener en cuenta otros elementos que
intervienen en el proceso:
En primer lugar, la fuerza de la gravedad, que no aparece en el
esquema anterior, empuja al cohete hacia abajo. Como es sabido, esta
fuerza es mayor cuanta más masa tiene el cohete.
En segundo lugar, el rozamiento del aire hace que el cohete no alcance
la velocidad teórica que debería alcanzar por las fuerzas que se
producen en él.
Cuanto más rápido se mueva el cohete, mayor será el rozamiento del
aire.
Además, el rozamiento del aire depende de la forma del cohete y de
varios factores más (densidad del aire, posición del cohete mientras
sube...)
Todos estos factores son los que determinan cómo se mueve el cohete
en cada momento. Hay que tener presente que se trata de un
movimiento complicado, porque:
- La masa del cohete cambia a medida que sube, porque pierde
agua.
- El rozamiento del aire también cambia, porque la velocidad varía.
- La energía necesaria para proporcionar la acción que impulsará al
cohete se almacena en el propelente. En los cohetes agua, e!
propelente es el aire, que almacena la energía en forma de presión.
Esta energía es transmitida al combustible, que es el agua.
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- En este caso, no puede hablarse propiamente de combustible,
porque no hay ninguna reacción química de combustión. Sin
embargo, le damos ese nombre por analogía. El agua recibe la
presión del aire y es empujada hacia el pico de la botella. La
diferencia en las secciones del motor y el pico de a botella produce
una enorme aceleración en la salida del agua, y por ello el empuje
es muy grande.
Explicación:El cohete, cuando está a punto de ser lanzado, tiene una energía
almacenada en su interior en forma de aire a presión. La presión
elevada del aire empuja a todas las superficies con las que está en
contacto, incluida la del agua, con una fuerza que es igual a la presión
por la superficie.
Cuando el pico de la botella se abre y el agua empieza a salir, la fuerza
responsable de que el agua salga es sobre todo la debida a la presión
interna del aire: El aire empuja al agua hacia fuera, y como la superficie
superior del agua es mucho mayor que la inferior, la velocidad que
adquiere el agua al salir es muy grande.
Por tanto, lo que sucede en el interior del cohete es una conversión de
energía: El aire contiene una energía (presión) que se traslada al agua
y se convierte en energía cinética (movimiento). La forma de la botella
permite que la conversión de energía sea muy eficiente (es decir, que la
presión provoque una velocidad muy grande en el agua que sale del
cohete).
Según la 3ra ley de Newton, la reacción se produce sobre el mismo
cuerpo que realiza la acción. En el caso del cohete, es él mismo quien
realiza la acción (la conversión de energía), y por tanto la reacción se
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aplica también sobre él. Como la reacción es de igual magnitud y
sentido contrario, cuanto mayor sea el valor de la velocidad de salida
del agua mayor será la velocidad de reacción del cohete.
2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOSLa energía mecánica (es la energía que se debe a la posición y al
movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías
potencial y cinética de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad
que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.).
3ra ley de Newton. (Con toda acción ocurre siempre una reacción igual
y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son
iguales y dirigidas en direcciones opuestas.)
La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el
fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para
acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la
velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la
aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie
su rapidez. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se
requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía
cinética.)
Empuje: El empuje es una fuerza mecánica que permite el movimiento de un
cuerpo en el aire. Si se considera la Tercera ley de Newton, el empuje
sería en un cohete de agua equivalente a la reacción que se produce
cuando el agua y el aire comprimido salen por la boca de la botella. El
empuje es producto de la reacción de un fluido que acelera. En el
cohete, la dirección del empuje es hacia arriba y su magnitud depende
de la masa de agua que salga despedida.
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Presión: Se debe tener en cuenta que la presión es la fuerza que se ejerce
sobre una unidad de área específica y es perpendicular a la superficie.
La presión tiene magnitud pero no tiene dirección. "La presión ejercida
por el gas es la que ejercen las moléculas del propio gas. Se le llama
presión interna porque actúa desde adentro hacia fuera a través de los
choques de sus moléculas con el recipiente que las contiene En
cambio, la presión ejercida sobre un gas corresponde a la fuerza que
se ejerce sobre él comprimiendo sus moléculas para que ocupen un
volumen determinado. Esta se llama presión externa."
Rozamiento: El Rozamiento es la fuerza que se opone al desplazamiento de un
cuerpo en el aire. Se produce cuando el cuerpo está en movimiento y
su dirección es contraria a la del cuerpo. Se puede considerar como
fricción aerodinámica en la medida en que depende de las propiedades
tanto del fluido en dónde se mueve el cuerpo y del cuerpo mismo.
El rozamiento es a la vez una resistencia aerodinámica en la medida en
que varía dependiendo de la forma del cuerpo en movimiento ya que
de este dependen las variaciones de-la presión en el medio.
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CAPÍTULO III.- MARCO METODOLOGICO
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓNDocumental porque se investigó en internet los estudios teóricos y
experimentos previos realizados en esta área y experimental ya que se
llevó a cabo una prueba para comprobar lo que habíamos leído.
3.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1a Fase: El llenado de "combustible"El cohete va a funcionar utilizando como "combustible", un líquido que
propulsará el cohete, en nuestro caso, agua utilizando el principio de
acción y reacción.
En nuestras pruebas la cantidad óptima es alrededor de 1/3 de la
capacidad de la botella, para cantidades mucho mayores,(más de la
mitad) la botella despegará con gran parte de agua en su interior lo que
hará que alcance una menor altura, en caso contrario, si se ha llenado
con poca agua, se realiza un menor impulso inicial y también
alcanzaremos menor altura, el llenado es pues, una fase importante,
debemos, realizar distintas pruebas hasta determinar la cantidad de
agua más adecuada.
2a Fase: El taponado y puesta en marchaUna vez cargada, tapamos nuestra botella con un tapón de corcho o de
goma de laboratorio, en el que previamente hemos introducido una
aguja de inflador de balones o un canutillo de bolígrafo.
Esta es la fase más crítica, en la construcción de los cohetes de agua y
de ella depende gran parte del éxito del vuelo, el tapón debe quedar lo
más hermético posible, para que en el momento del inflado no pierda
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agua, además cuanto más apretado este más presión de aire soportará
por tanto el impulso inicial y la altura alcanzada será mayor.
3a Fase: El inflado y despegueDespués de taponar bien el cohete y conectar la goma del inflador
colocamos, con ayuda de una plataforma, el cohete en posición vertical
o inclinada en el caso de que queramos un vuelo parabólico y
comenzamos a llenar la botella con ayuda del compresor de bicicleta,
debemos tener paciencia porque esta fase puede llevar varios minutos.
Al llenar el cohete de aire y comprimirlo estamos aumentando la
presión en su interior, cuando la presión llega a un determinado valor el
tapón salta y el líquido es desplazado contra el suelo, de esta forma se
realiza una fuerza contra el mismo a la que según la tercera ley de
Newton se le opone otra fuerza igual y en sentido contrario, esta fuerza
es la que hace que los cohetes se eleven.
Por lo tanto podemos afirmar, como hemos dicho antes que la altura
que toman los cohetes es directamente proporcional a la presión a la
que son sometidos los cohetes; esto quiere decir que a mayor presión
mayor altura.
La presión a la que podemos someter los cohetes está relacionada con
lo ajustado que este el tapón, cuanto más ajustado, podremos
introducir más aire, y por lo tanto saldrá con mayor velocidad.
4a Fase: El vuelo y aterrizaje1. El agua sale hacia abajo impulsando los cohetes, y haciendo que
estos salgan despedidos.
2. Debido al rozamiento con el aire, y sobre todo a su peso que los
atrae hacia la tierra debido a la atracción gravitatoria, los cohetes
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tienen una deceleración que los va frenando hasta alcanzar una
altura máxima (25-100 m), en este momento su velocidad es 0 m/s,
3. A partir de este momento los cohetes comienzan a descender.
3.3. ANÁLISIS DE RESULTADOSEs probable que al realizar nuestro primer lanzamiento lo primero que
pensemos es "¿Cómo ha podido la botella salir disparada así? La
respuesta la encontramos no en uno, sino en dos fenómenos físicos.
Para empezar, nuestra válvula nos ha permitido ir acumulando aire
dentro de la botella. Aumentando así la cantidad de aire en el interior
de la botella, hemos hecho que la presión interna del cohete aumentara
progresivamente. El tapón, finalmente, no ha podido soportar el empuje
del aire del interior y ha salido disparado permitiendo que el agua
saliera del mismo modo que los gases de un reactor.
¿Es importante, entonces, que haya agua, o podríamos prescindir de
ella? Pensemos un instante (y por supuesto, quien quiera puede
realizar la prueba) en qué sucedería si únicamente tuviéramos aire en
el "depósito" de nuestro cohete. Cuando, después de hinchar al
máximo la botella, el tapón se desprendiera, el aire saldría rápidamente
de la botella sin ningún tipo de impedimento. Esto, sin embargo,
sucedería demasiado rápidamente para que el cohete pudiera alcanzar
apenas unos centímetros de altura, así que al poner el agua, y al salir
ésta únicamente a borbotones, el proceso se alarga más en el tiempo.
De nada serviría este proceso, no obstante, de no ser por otro que lo
complementa para hacer posible el lanzamiento. Para entenderlo,
cómo no, recurramos de nuevo a la imaginación, y situémonos en la
superficie de un lago helado.
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¿Qué podríamos hacer para deslizamos por la resbaladiza capa de
hielo? No nos quedaría más remedio que encontrar algún tipo de
soporte y empujarlo en una dirección para empezar a movernos
justamente en la contraria.
En el caso de nuestro cohete es justamente este fenómeno el que se
utiliza para ganar altura. El aire, que se situará en la parte superior de
la botella, cuando tenga la presión suficiente como para descorcharla,
empujará el agua hacia abajo a toda velocidad. Como reacción, el aire
se ve despedido hacia arriba y arrastra en su vuelo la envoltura de
plástico que simboliza nuestro intento de asaltar el espacio.
De no haber puesto agua en la botella, como se comprenderá, el aire
no tendría qué empujar y el despegue no podría tener lugar.
¿Conviene, entonces, llenar la botella al máximo?Decididamente no. Hay que llegar a un compromiso entre la cantidad
de agua y el espacio que destinamos a la acumulación del aire. De
haber demasiado de la primera la cantidad de aire sería insuficiente
para empujar el agua, y de ser la situación la inversa, el agua se
agotaría demasiado rápido para permitirnos disfrutar de un vuelo
decente.
Si suelta un globo inflado, zumbará por todos lados expulsando aire. Se
genera una fuerza que lo mueve hacia adelante en "reacción" al aire
que está siendo expulsado hacia atrás ("acción"), causando de esta
manera que el globo vuele.
Esta fuerza reactiva es conocida como "propulsión "o "empuje" .Ley de
Acción y Reacción/Tercera Ley de Newton (principio de propulsión a
reacción). Acción Reacción.
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Reacción el globo expulsa aire para volar El cohete expulsa
combustible para ganar altura. El principio de un cohete y de un globo
es básicamente el mismo. Se desplazan hacia adelante expulsando el
gas presurizado hacia atrás.
Asimismo, un cohete es propulsado verticalmente en reacción al gas
que está siendo expulsado de su cuerpo. El cohete se carga con
combustible sólido o líquido. Al quemarse el combustible se genera un
importante empuje debido al gas resultante que se expulsa hacia atrás.
El gas, fuertemente presurizado en la cámara de combustión, es
expulsado a través de la boquilla (acción), proporcionando el empuje
vertical (reacción). Además del combustible, se carga el cohete con
oxígeno.
El oxígeno permite al cohete quemar su carga de combustible y
generar gas de alta velocidad aún en un ambiente sin aire. Los cohetes
usan la potencia reactiva para lograr la aceleración en el agua, en el
aire y aún en el vacío del espacio.
En concreto, hay tres elementos que son muy importantes:
La cantidad de agua inicial. El cohete debe su propulsión a la energía
almacenada en el aire a presión. Esta energía, una vez liberada, se
transmite al agua, provocando su salida en chorro a alta velocidad. La
alta densidad del agua causa que el empuje sufrido por el cohete sea
muy grande. Según esto, cuanta más agua tenga el cohete, mejor. Sin
embargo, más agua supone menos aire, y es el aire el que almacena la
energía. Por ello hay una cantidad que puede considerarse óptima, y
que está en torno a la tercera parte del volumen total del motor del
cohete. Ahora bien, ¿cuál es la fuerza generada por la eyección del
agua? La Segunda Ley de Newton dice que la fuerza es igual a la
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variación de la cantidad de movimiento. Podemos expresar la variación
de la masa en función del tiempo, esta dependerá de la densidad del
agua, del área del agujero por el que sale el agua, y de la velocidad a
la que sale esta. Despreciando la velocidad relativa del agua dentro de
la botella, podemos decir que el momento se gana casi
instantáneamente, por lo que la fuerza sería igual al doble de la presión
del aire por el área del agujero de salida.
La masa en vacío del cohete. Es evidente que si el peso de la
estructura del cohete (descontando el agua) es muy grande, el empuje
realizado por el agua será menos efectivo Pero al mismo tiempo,
tampoco es bueno que el cohete sea excesivamente ligero. Un cohete
de muy poco peso tendrá una enorme aceleración inicial, pero también
tendrá muy poca inercia cuando haya perdido el agua, con lo que el
rozamiento del aire lo frenará con gran rapidez, y alcanzará poca
altura.
La estabilidad del cohete. Un cohete es estable cuando asciende en
línea recta, sin desviaciones. Cuando esto sucede, el cohete se mueve
del modo más eficaz, es decir, el rozamiento debido al aire es el
mínimo, y por ello adquiere mayor velocidad y altura. Para que un
cohete sea estable debe cumplirse una regla muy sencilla: el centro de
masas del cohete debe estar por encima de su centro de presión.
Cuanta mayor sea la distancia entre ambos, más estable será el
cohete.
Los demás elementos influyen también, pero su repercusión en las
prestaciones es mucho menor.
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IV.- CONCLUSIONES
Para lograr desarrollar nuestro experimento recurrimos a la tercera Ley de
Newton acción-reacción, al ejercer una fuerza en el interior de la botella
(aumentando la presión), ésta presión hace que el aire salga despedido
hacia abajo, haciendo que el cohete ascienda. El uso del agua no es sino
para ralentizar el proceso de pulsión de aire y que la subida dure más.
La altura que alcance el cohete, depende de tres factores:
- El peso.
- La cantidad de agua.
- La fricción.
- Y los ángulos que se necesitaban para el lanzamiento.
Por otro lado, los cohetes de agua vuelan generando un empuje
relativamente fuerte en un período corto de tiempo. En otras palabras, los
cohetes de agua sufren un proceso de conversión de energía:
Energía por compresión del aire, Energía cinética del aire (expansión),
Energía cinética del agua (expulsión).
Las medidas para mejorar el rendimiento del empuje en cohetes de agua
son básicamente las mismas que las aplicadas a los cohetes reales. En el
caso de un cohete de agua, su capacidad para alcanzar distancias mayores
depende de que haya alcanzado una velocidad suficientemente elevada
cuando se agote su "combustible" (agua y aire presurizado).
El cohete se construyó teniendo en cuenta todos los principios teóricos
expuestos, hasta aquí. En primer lugar hay que resaltar que hay muchas
variables sobre las que se puede actuar para modificar el funcionamiento y
la eficiencia del cohete: su masa total, el volumen del depósito, la cantidad
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de agua, la presión del aire, la forma del cohete. Sin embargo, algunos de
estos elementos influyen más que otros en un buen funcionamiento.
RECOMENDACIONES
Se pueden realizar tomando como base este experimento, nuevos
experimentos para aumentar la velocidad de expulsión del agua, aumentar
la cantidad de agua a ser expulsada y minimizar la resistencia del aire.
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ANEXOS
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MATERIALES UTILIZADOS
La botella plástica el cual es un polímero plástico. Este material su principal
contaminante es la humedad que existe en todas partes. Lo utilizamos como
cohete y es a la que se le envaso el cuarto de agua.
El agua es una molécula formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de
Oxígeno. La unión de esos elementos con diferente electronegatividad
proporciona unas características poco frecuentes.
VÁLVULAS CROMADASNorma TR-412 Racing, TüV- homolagadas hasta 280 km/h rosca latón,
cuerpo bi–goma y tapa acero cromada, para agujeros 11.5 mm., la norma
internacional. La más cortas, más resistentes para MotoCross y Racing.
Mide solamente 18 mm de largo que sale a fuera de la llanta, casi invisible,
como su función de antirrobo.
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La aguja de inflar es un elemento que va pegado a la bomba de inflar para
conectar la manguerita y darle vuelta para ajustar.
La bomba de inflar es un objeto de innovación y revolución que permite una
forma de inflado que funciona con todo tipo de válvulas. Este mueve el aire
elevando la presión hasta un punto determinado.
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La vaselina la utilizamos para que nos dejara manipular mejor la válvula a la
hora de hacer los lanzamientos ya que era algo complicado colocarla en la
boca de la botella.
La base de madera que utilizamos fue diseñada para medir cada ángulo de
acuerdo al lanzamiento que se estaba realizando en la prueba, utilizamos
bisagras, tornillos, y diferentes medidas de tablas de aglomerado.
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Coordinación del Proyecto
Ejecución del Proyecto
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Presentación Final del Proyecto
Corrección del Proyecto
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