Propulsion De Un Cohete

1.0.- OBJETIVOS
• Presentar los fundamentos tecnológicos y principios generales de la propulsión de un cohete.
• Demostrar que a partir de una reacción química se puede generar el impulso necesario como para mover distintas clases de vehículos a grandes velocidades.
• Verificar que la fuerza de un gas puede mover elementos pesados. Comprobando así la tercera ley de Newton.
• Fomentar estatecnología para el desarrollo del país tanto en investigación como en defensa militar.
2.1.0- EQUIPO
• Tubo de PVC (policloruro de vinilo) de 20 - 25 mm de diámetro y de 20 - 25 cm de altura.
• Pegamento preferiblemente para PVC.
• Cazuela dónde fundir el KNO3 y el Azúcar.
• Un palo de madera del diámetro aprox. de tubo de PVC, para "prensar" la mezcla una vez fundida dentro del pvc.
• Unchasis de automóvil a escala pequeña.

2.2.0.- REACTIVOS
• Azúcar - C6H12O11
• Nitrato de potasio - KNO3
La fórmula química igualada de reacción de estos componentes es la siguiente:
7KNO3+C6H12O11 = 6CO2+6H2O+7KNO2
3.0.- FUNDAMENTO TEÓRICO
Un cohete es un vehículo, aeronave o nave espacial que obtiene su empuje por la reacción de la expulsión rápida de gases de combustión desde unmotor cohete. A ciertos tipos de cohete se los denomina misil y en este cambio de nombre no interviene el tamaño o potencia, sino que generalmente se llama misil a todo cohete de uso militar con capacidad de ser dirigido o manejado activamente para alcanzar un blanco.
Los cohetes del motor, tanto si forman parte de un propulsor masivo o de un dispositivo de baja propulsión usado para el ajuste dela estabilidad de la órbita del satélite, operan bajo el principio de que la masa es acelerada y expulsada, creando así una fuerza de reacción de acuerdo con la tercera ley de Newton.
El cohete es por lo tanto un recipiente de materia y energía. La materia, que originalmente descansa en el recipiente, se transforma en un gas liberando energía cinética. Este gas escapa a través de la tobera a granvelocidad mientras que el resto de materia no gaseosa del cohete sufre un cambio de momento, resultando una fuerza de reacción.

Fuerza ejercida por el motor a reacción.
La fuerza que hace este motor es:
F=G•(Vs-V0)+As•(Ps-P0)
Donde G es el gasto másico y puede obtenerse como G=ρVA, siendo “ρ” la densidad del aire, “V” la velocidad de vuelo del aparato, por tanto la velocidad a la que entrael aire en la tobera, y “A” el área de entrada. “As” es el área de salida de la tobera e incremento de “P” es el incremento de presión. Dado que casi siempre se usan toberas adaptadas, este último término es cero.
Leyes de la Propulsión
Todos los objetos que vuelan en la atmósfera terrestre, desde un pájaro hasta un avión, están impulsados o al menos sustentados por un gas, el aire. Esto noshabla sobre cierta capacidad de los gases para ocupar un lugar en el espacio aunque no lo apreciemos de manera consciente.
En realidad, los gases tienen una masa considerable, y mayor de lo que nuestra intuición nos indica. Por ejemplo, el aire, que es el gas más abundante en la naturaleza tiene un peso de aproximadamente 1,2 Kg por cada metro cúbico a cero grados de temperatura.
El caso de lospropulsores de los cohetes que llevan cápsulas al espacio es uno de los más típicos ejemplos de utilización de la energía que proporciona una masa gaseosa que se mueve a gran velocidad.
De hecho, en una maquina propulsora este fenómeno debe ser controlado de manera segura para garantizar la estabilidad de las fuerzas de empuje como así también los procesos que desarrollan el chorro gaseoso.
Lafísica de la propulsión a chorro se fundamenta en un concepto sumamente simple, el principio de la conservación de la cantidad de movimiento C.
Si se considera un elemento de masa gaseosa (dm) que sale expulsada por el cohete que lleva una cantidad de movimiento:
dCgas= dmv
Donde: v es velocidad.
Cada elemento de gas dm aporta una cantidad de movimiento dC, el cohete deberá aportar una...