Cohete de agua

Cohete de agua

Objetivo: Explicar la propulsión de un cohete de agua, mediante la ley de la conservación de la cantidad de movimiento, que es otra forma de llamar a la 3ª ley de Newton oprincipio de acción-reacción.
Material:
Botella de plástico
Válvula
Cartón

Procedimiento: Se construirá el cohete con una botella de plástico, que servirá de tanque con su boca colocada hacia abajohaciendo tobera de propulsión (que se utiliza para la combustión), y se rellena de agua en su mayor parte. Entonces se colocará un tapón con una válvula que permita la introducción del aire a presión,por medio de una bomba de bicicletas, o bien se introduce alguna sustancia efervescente. La colocación del tapón tiene que hacerse de forma que sea lo suficientemente resistente para resistir ciertapresión, pero que sea capaz de soltarse antes de que la presión interna pueda reventar las paredes de plástico de la botella o que tenga un sencillo mecanismo que permita quitarlo, a distancia.Cuanto mayor sea la presión interna mayor será la energía potencial acumulada. A mayor cantidad de agua mayor impulso pero también mayor peso por lo que hay que hacer un balance de estas dos variablespara optimizar la altura del lanzamiento.

Explicación del experimento:
El principio que explica la propulsión de un cohete de agua es la ley de la conservación de la cantidad de movimiento, que esotra forma de llamar 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 desu 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, se deriva la ecuación del cohete deTsiolskovski:

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 agua puede...