Estudiante de Admon de Empresas


CONSTRUCCION DE COHETE HIDRAULICO



KEVIN DAVID GONZALEZ RICO
JOSE RAFAEL BARRIOS SOTO
CRISTIAN CAMILO SALGADO MERCADO
JUAN MIGUEL LOPEZ ALGARIN



Docente: SIGIFREDO ARRIETA BADEL
FISICA II



UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL


SINCELEJO – SUCRE


2013
INTRODUCCIÓN

La construcción y lanzamiento de cohetes de agua es unexperimento físico muy interesante, donde se aplican de manera práctica muchos principios básicos de la física. Entender estos principios permite diseñar los cohetes de manera que su elaboración sea más eficiente, y la vez ayuda a comprobar la forma en la que estas leyes intervienen en todos los fenómenos de la naturaleza.
Al realizar este experimento queremos ver como lo estudiado en clase sepuede comprobar de manera sencilla, aun aplicando una de las leyes del gran matemático isaac newton.Los cohetes de agua son fáciles de construir con materiales que se encuentran y utilizan en nuestro entorno cotidiano


















OBJETIVOS

Construir cohetes propulsados por agua para comprender el funcionamiento de varios principios físicos, tales como:

Principio dePascal
Principio de acción- reacción
Leyes de movimiento como el tiro parabólico
caída libre con rozamiento
Aerodinámica
































MARCO TEORICO

PRINCIPIOS QUE RIGEN EL VUELO DE COHETES HIDRÁULICOS
Ley de Acción y Reacción o 3ra Ley de Newton
Un cohete de agua o un cohete de botella es un tipo de cohete de modelismo que usa agua comopropelente de reacción. La cámara de presión, 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 3ª ley de Newton.





Ley de la Conservación del Momentum
El principio que explica la propulsión de un cohete de agua es la ley de la conservación de la cantidad de movimiento,que es otra forma de llamar a la 3ª ley de Newton o principio de acción-reacción. Este principio establece que en ausencia de fuerzas externas la cantidad de movimiento de un sistema, p, que es el producto de su masa por su velocidad, permanece constante o lo que es lo mismo su derivada es igual a cero:









De esta ley, con los oportunos pasos matemáticos y sustituciones, sederiva la ecuación del cohete de Tsiolskovski:


Donde v es la velocidad instantánea, vu la velocidad de salida del fluido por la boca, m0 la masa total inicial y m la masa en cada momento.
La propulsión del cohete de agua puede esquematizarse como un sistema en el cual se va a producir la expulsión hacia atrás de una parte de su masa (el agua) lo que provocará un empuje que propulsará al restodel 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.

Esquema de las fuerzas en elinterior de un cohete cargado






La expansión del aire comprimido se produce relativamente deprisa, unos 0,2 s, lo que no permite un intercambio térmico, por lo que esta expansión puede considerarse un proceso adiabático. Aplicando esta consideración se puede derivar la fórmula que describe la fuerza teórica que sigue el agua al ser expulsada (la ecuación de la tobera De Laval) que será dela misma intensidad que la que empuja al cohete, quedando así:


Donde F es la fuerza de propulsión, r es el radio de la boca y P la diferencia de presión entre el interior y el exterior.
Además en su movimiento el cohete estará sometido a la fuerza de la gravedad y a la resistencia producida por la fricción con el aire que depende de las leyes de la fluidodinámica. La ecuación final de su...