cohete hidrodinamico

UNAM, Facultad de Ingeniería, DCB
Física práctica y la práctica en la Física
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Cohete hidrodinámico
Los cohetes espaciales requieren combustible suficiente para alcanzar la aceleración que les
permita escapar a las fuerzas de atracción gravitacional. Un problema que debió ser resuelto
por loscientíficos y los ingenieros que participaron en el diseño y construcción de estos
vehículos fue la relación entre el peso de la nave y la fuerza de empuje. Esta última debe ser
mayor para que la nave se pueda elevar. Podríamos pensar en cargar más combustible, pero
esto aumentaría el peso también; por lo tanto, se debe estudiar la relación entre el peso y el
combustible necesario para que la naveespacial salga de la Tierra y vuelva a ella con
seguridad.
El análisis de algunas de las variables que intervienen en un proceso es determinante para
obtener los resultados que deseamos; por ejemplo, en el caso planteado anteriormente nos
interesa conocer cuál es la potencia máxima alcanzada con el mínimo de combustible. En
estos momentos quizá no seas un físico ni un ingeniero, pero tal vez en elfuturo sí lo seas; y
aunque tampoco tenemos una nave espacial para experimentar y resolver el problema, sin
embargo, sí podemos construir un cohete hidrodinámico y experimentar con él. Así
podríamos saber cuál es el mínimo requerido de combustible para alcanzar la altura máxima.
¿Para qué?
Para analizar el comportamiento de dos variables determinantes en el vuelo de un cohete
hidrodinámico.¿Qué se necesita?
• Botella plástica de refresco con capacidad máxima de dos litros
• Tapón de caucho o corcho que embone perfectamente en la boca de la botella
• Cartón o plástico rígido
• Pegamento o cinta adhesiva
• Válvula para inflar balones
• Agua
• Bomba de aire (como las que se utilizan para inflar balones)
• Probeta de 1000 ml, graduada
• Cronómetro
Lo primero es verificar queel
tapón
se
ajuste
perfectamente a la boca de
la botella. Luego perfóralo
clavando en él la válvula.
La botella se convertirá en
el cuerpo del cohete; su
base será el frente, por lo
que debes modificarla a fin
de reducir la resistencia al
aire. Para ello puedes
construir un cono de
LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS FÍSICO-MATEMÁTICAS. ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO.

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cartulina o mica que embone perfectamente en el diámetro de la base. Usa pegamento o
cinta adhesiva para pegar las piezas.
Después, deberás construir la base del cohete, utilizando mica o cartón, con lo que se
formarán las alas que le daránestabilidad a la nave durante el vuelo; éstas irán pegadas a
los costados de la boca de la botella. Puedes optar por cualquier diseño ¡Sólo asegúrate de
que queden bien pegadas! Toma en cuenta que debajo debe quedar un espacio de 10 cm
para conectar la manguera de la bomba a la válvula introducida en el tapón. Ahora que has
terminado de armar el cohete píntalo o decóralo a tu gusto.
Para iniciarla cuenta regresiva, lo primero que debes hacer es colocarte en un área más o
menos despejada; en seguida, poner 100 ml de agua en la botella. A continuación, coloca
firmemente el tapón con la válvula puesta. Es importante que quede lo más apretada posible,
pues mientras más presión soporte el cohete la altura alcanzada será mayor. Ahora sólo
necesitamos conectar la válvula de la base delcohete a la bomba de aire para comenzar a
bombear hasta que la presión expulse el tapón de caucho y el cohete salga disparado.
Asegúrate de que esté dirigido verticalmente hacia arriba y… ¡Aguas con el agua!
Debes tomar el tiempo que el cohete permanece en el aire para después calcular la altura
alcanzada. Hay que poner mucha atención para activar el cronómetro justo cuando el cohete
salga...