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Teoría
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 dellamar a la3ª 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 porsu velocidad, permanece constante o lo que es lo mismo su derivada es igual a cero:

Cohete de botella típico.

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

donde  es la velocidad instantánea,  la velocidad de salida del fluido por la boca,  la masa total inicial y  la masa en cada momento.
La propulsión del cohete de aguapuede 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 resto del sistema haciadelante (acción-reacción), compensándose la cantidad de movimiento total del sistema. Laenergía mecánica necesaria para la expulsión de esta fracción de masa se almacena en el sistema como energíapotencial 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 el interior de un cohetecargado.
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 de la misma intensidad que la que empujaal cohete, quedando así:

donde  es la fuerza de propulsión,  es el radio de la boca y  la diferencia de presión entre el interior y el exterior.
Además en su movimiento el cohete estará...