Cohete hidr ulico



Colegio Centro Patria

Física




Profesor: José Reyes Salazar Zaragoza
Contenido: Redacción solicitada para proyecto
Alumnas: Daniela Martínez Mares, Emma Natalia López Córdoba













Miércoles 6 De mayo de 2015, San José Iturbide GTO.
Cohete hidráulico



Materiales
2 Botellas de plástico
1 corcho
1 válvula
Un cohete de agua o un cohete de botella es un tipo de cohetede modelismo que usa agua como proponente 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.
El propósito de realizar el cohete hidráulico como experimento es por confirma la tercera ley de newton, “Reacción Acción”
Es comprender ´conclaridad cómo se puede ejercer esta ley haciendo reaccionar, aplicándole una fuerza a todo tipo de cuerpo que posea masa o algún peso
La ley de Reacción acción como todas las leyes de newton se aplican en la vida diaria mostrándonos la capacidad de acción activándose con cualquier tipo de fuerza

El cohete hidráulico será construido por medio de la unión de dos botellas que serán colocadas comotanque con su boca colocada hacia abajo como tobera.
Se añadirán alerones  para mejorar su aerodinámica. Una vez terminada la estructura se rellena de agua en su mayor parte. Se colocará un tapón con una válvula que permita la introducción del aire a presión, por medio de una bomba de hinchar bicicletas
La colocación del tapón tiene que hacerse de forma que sea lo suficientemente resistente pararesistir cierta presión, 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.
Las presiones que se utilizan para estos lanzamientos generalmente están entre 500 y 1000 KP. Cuanto mayor sea la presión interna mayor será la energía potencial acumulada. A mayor cantidad deagua mayor impulso pero también mayor peso por lo que hay que hacer un balance de estas dos variables para optimizar la altura del lanzamiento.
De esta ley, con los oportunos pasos matemáticos y sustituciones, se deriva la 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.
Lapropulsión 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 resto del 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 elsistema 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.
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 puedederivar 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 empuja al 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 sometido a la fuerza de la gravedad y a laresistencia producida por la fricción con el aire que depende de las leyes de la fluido dinámica. La ecuación final de su trayectoria es muy compleja y se resuelve numéricamente por medio de varios programas de simulación disponibles en internet.
La estabilidad de vuelo del cohete estará condicionada por la posición del centro de masas y de la posición del centro de presión aerodinámica. El primero...