EL COHETE DE AGUA


EL COHETE DE AGUA
DISEÑO DEL COHETE DE AGUA

CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN
2. ANTECEDENTES
3. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
4. HIPÓTESIS
5. OBJETIVOS
6. MARCO TEÓRICO
7. MARCO METODOLÓGICO
8. MARCO PRÁCTICO
9. RESULTADOS
10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
11. BIBLIOGRAFÍA
12. ANEXOS



“TODOS TIENEN ALGO QUE ENSEÑAR Y ALGO QUE APREHENDER”
1. INTRODUCCIÓN
La construcción y lanzamiento decohetes de agua es un experimento físico muy interesante, porque en él se aplican de manera práctica muchos principios básicos de la física. Entender estos principios ayuda a diseñar bien los cohetes para hacerlos más eficientes, pero también permite conocer estos conceptos teóricos y aprender a pensar.
Este proyecto tiene, por ello, dos partes. La primera consiste en entender todo lo que hace queun cohete vuele bien. La segunda consiste en aplicar estos conocimientos con iniciativa para construir los cohetes de la mejor manera posible.
2. ANTECEDENTES
El cohete, desde que es lanzado hasta que vuelve a tierra, pasa por tres fases diferentes:
La primera fase es la de propulsión por agua. En esta fase el cohete tiene agua, y la va desprendiendo por la tobera a gran velocidad. Aunque laduración de esta fase depende de muchas cosas, habitualmente es muy corta: en un cohete de 2 litros puede durar, aproximadamente, 0.1 segundos. En esta fase el cohete alcanza su velocidad máxima, que puede superar con facilidad los 100 Km/h.
La segunda fase es la de propulsión por aire. Si el cohete está bien diseñado y se ha llenado con la cantidad adecuada de agua, cuando toda el agua ha salido elaire que queda en el cohete todavía está a una presión mayor que la normal. Ese aire actúa en esta fase igual que el agua en la anterior, con la diferencia de que su masa es mucho menor que la del agua, por lo que esta fase es muy breve y el impulso adicional que recibe el cohete es muy pequeño.
La tercera y última fase es la de movimiento inercial. Ya no hay nada en el cohete que le sigaempujando, y lo único que hace que siga subiendo es su propia inercia. El cohete va perdiendo velocidad debido al rozamiento con el aire y a la gravedad, hasta que alcanza su máxima altura (este punto se denomina apogeo). Después, el cohete empieza a caer, siguiendo las mismas reglas de movimiento inercial: el rozamiento del aire frena al cohete y la gravedad lo atrae hacia tierra.
En cada una de lasfases, el cohete se rige por los mismos principios ya expuestos, aunque cada una se caracteriza por el predominio de un principio sobre los demás. En la primera fase el movimiento se rige sobre todo por el impulso del agua. En la segunda, por el breve y limitado impulso del aire. Y en la tercera por la gravedad y el rozamiento del aire.


3. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
El cohete, cuando está a puntode ser lanzado, tiene una energía almacenada en su interior en forma de aire a presión. La presión elevada del aire empuja a todas las superficies con las que está en contacto, incluida la del agua, con una fuerza que es igual a la presión por la superficie.
Cuando la tobera se abre y el agua empieza a salir, la fuerza responsable de que el agua salga es sobre todo la debida a la presión internadel aire: El aire empuja al agua hacia fuera, y como la superficie superior del agua es mucho mayor que la inferior (la boquilla de la tobera), la velocidad que adquiere el agua al salir es muy grande. Esto se conoce como principio de Bernouilli.
Por tanto, lo que sucede en el interior del cohete es una conversión de energía: El aire contiene una energía (presión) que se traslada al agua y seconvierte en energía cinética (movimiento). La forma de la tobera permite que la conversión de energía sea muy eficiente (es decir, que la presión provoque una velocidad muy grande en el agua que sale del cohete).
Según la 3ª ley de Newton, la reacción se produce sobre el mismo cuerpo que realiza la acción. En el caso del cohete, es él mismo quien realiza la acción (la conversión de energía), y por...