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1. Preguntas investigables

¿La velocidad final del cohete puede superar la velocidad de la expulsión del agua? La velocidad final del cohete puede ser hallada mediante una fórmula:


Donde: y
Entonces:


Donde conocemos las masas inicial y final del agua y la de la botella. Por cinemática, hallando la altura máxima alcanzada, se puede conseguir la velocidad finaldel cohete, con lo que finalmente en esta ecuación podemos predecir la velocidad con la que viaja el agua. La velocidad de la botella será mayor que la del agua si:

Suponiendo que , entonces, si:

Diremos que la velocidad final cohete superaría a la velocidad de la expulsión del agua si la masa inicial del agua es mayor que la masa de la botella. Esto es lo que sucede en nuestro caso.Si se aumenta la cantidad de gases expulsados (agua) por unidad de tiempo, ¿variará la velocidad final del cohete?
El empuje que da el agua para que el cohete salga disparado depende de la cantidad del agua que se expulsa, tal y como podemos observar en la ecuación anterior. Por tanto, si esta cantidad varía, la velocidad inicial del cohete que surge como consecuencia de la expulsión del aguatambién variará pero en proporciones muy pequeñas. Y como la velocidad final depende por cinemática de la inicial, cambiará también.
Para comprobar esto, utilizamos un cohete que alcanzó los 36m con 450ml y luego variamos la cantidad de agua utilizada a 650ml sin variar los demás parámetros y alcanzó una altura de 37m, dejando un agua residual en el cohete de aproximadamente unos 0.15ml, nuevamentevariamos la cantidad de agua a 250ml y la altura alcanzada fue de 35.67m con un residuo de 0.2ml. Por lo que podemos decir que la cantidad de agua que se utilice en los lanzamientos no varía más que en pequeñas cantidades el alcance máximo de la altura.



Si se mantiene constante dicha cantidad de gases expulsados (agua) por unidad de tiempo, ¿variará la aceleración?
La aceleración en elmovimiento de tiro vertical hacia arriba será la misma de -9.81m/s2j que aproximaremos para facilidad de cálculo a -10m/s2j independientemente de la cantidad de gases expulsados (agua)

¿Cuál es el mejor diseño aerodinámico para ejecutar el mejor vuelo?
Existen diversos modelos que por sí mismos pueden lograr grandes velocidades, pero el que consideramos más adecuado para nuestro trabajo ha sidouno con punta redonda que rellenamos de plastilina para que el centro de gravedad del cohete se encuentre un poco más por encima del medio y recubrimos con cinta, con cuatro aletas trapezoidales en la base, equidistantes entre sí, como se puede ver en la figura:


¿Cómo se puede hallar la velocidad del agua?
DCL (en nuestra rampa no existe rozamiento):











2.Hipótesis y predicciones
Podemos suponer que el cohete al llegar al suelo habrá consumido casi en su totalidad el agua contenida pues es lo que le impulsa a volar y solo su falta de agua haría que cese el movimiento; esto sería suponiendo la menor de las pérdidas.
La altura máxima alcanzada depende de la cantidad del combustible (agua) que se coloca en el cohete, pero no es el único factor, por lo que sivariamos esta cantidad, también variará la altura máxima.
Por lo concluido en la primera pregunta, lo más probable es que si la masa de agua en el cohete es menor que la del cohete, la velocidad del mismo será menor a la que tendría si fuera al contrario.
Como utilizaremos mayor masa de agua que del cohete mismo, la velocidad de este será mayor que la del agua.
La cantidad de movimiento delcohete debería variar para que exista impulso y la botella pueda salir disparada.
3. Mediciones
Lanzamiento
Masa del cohete
Ángulo
VH2O
H máxima
T. de subida
1
146.2g
90°
420ml
29.5m
2.35s
2
143.8g
90°
450ml
32.2m
2.55s
3
150g
90°
450ml
31.7m
2.63s
Promedio
146.7g
90°
440ml
31.13m
2.51s

Las siguientes son mediciones promedio:

De acuerdo a lo que hemos podido...