Propulcion

Propulsión

T
odos los sistemas de partículas considerados hasta ahora tienen masas bien definidas, es decir, constantes durante la ocurrencia del fenómeno físico. Sin embargo, hay aplicaciones enIngeniería en las que es necesario considerar sistemas de partículas de masa variable, es decir, que pueden ganar o perder masa.

Por ejemplo, cuando un cuerpo se mueve propulsado, pierde masa; tansolo infle un globo de fiesta y suéltelo sin cerrar su boquilla. ¿Qué ocurrirá?

El caso de propulsión tangible más común es de los cohetes, que ganan impulso quemando combustible y lanzando losgases en sentido contrario a su movimiento, en virtud a la Tercera Ley de Newton.


Fig. 2. El pulpo también se mueve por propulsión. En vez de quemar combustible, el pulpo ingiere agua y laexpulsa a alta velocidad.
Fig. 2. El pulpo también se mueve por propulsión. En vez de quemar combustible, el pulpo ingiere agua y la expulsa a alta velocidad.
Fig. 1. Despegue del transbordador espacialColumbia. Un gran empuje es generado por los motores de combustible líquido, accionados por dos cohetes aceleradores de combustible sólido.
Fig. 1. Despegue del transbordador espacial Columbia. Ungran empuje es generado por los motores de combustible líquido, accionados por dos cohetes aceleradores de combustible sólido.

Para estudiar el movimiento de un cuerpo propulsado, al aplicar laSegunda Ley de Newton se debe tener muy en cuenta que en esta ocasión la masa es variable.

Estudiemos a continuación el movimiento vertical de un cohete. Para efectos del curso, se considerarándesplazamientos en los que la aceleración de la gravedad no sufre variación notable; asimismo, no existe fuerza de resistencia por parte del aire circundante.

En el instante t el cohete tiene En elinstante t + dt el cohete habrá
masa m y velocidad v variado su velocidad en dv, y habrá
variado su masa en dm

v + dv
m + dm
(m+dm)g
vcq = v – vesc
pcq
vesc
Fig. 4. Cohete en ascenso...