Propulsion a chorro y cohetes

Propulsión a chorro y cohetes

El termino chorro se define como una corriente de liquido o gas el cual es emitido a alta velocidad. A partir de esta definición aparece también el significado de propulsión a chorro, el cual se puede explicar en términos sencillos como la aplicación de tales chorros a la producción de movimiento; es decir es el mecanismo por medio del cual un objeto es impulsadohacia adelante como consecuencia de expulsión hacia atrás de algún tipo de corriente que puede ser un liquido o un gas el cual escapa a una gran velocidad.
El principio básico de la propulsión a chorro se pone de manifiesto mediante el ejemplo de un globo inflado, el cual se suelta en algún momento y como consecuencia el globo se mueve en una trayectoria zigzagueante impulsado en primer lugarpor el aire que logra escapar y en segundo por la falta de un sistema guiador y uno rígido de escape que le dé una trayectoria definida.
La propulsión a chorro tiene gran aplicación en lo que es el diseño de aviones y cohetes. Esta se explica por medio de la tercera ley de Newton, la cual establece que la fuerza que un primer cuerpo ejerza sobre un segundo cuerpo, se relaciona con la fuerza que elsegundo cuerpo ejerce también sobre el primer cuerpo. De manera simbólica se expresa como F12 = -F21, en donde F12 y -F21 son vectores antiparalelos, es decir vectores que tienen igual longitud, pero direcciones opuestas.
En otras palabras lo que la tercera ley de Newton expresa es que toda fuerza genera una reacción igual y opuesta, y además se puede inferir que exige por lo tanto comorequisito en la propulsión a chorro que la fuerza hacia atrás este equilibrada por una fuerza de reacción hacia adelante.
El principio de propulsión a chorro, también se puede explicar mediante la conservación de la cantidad de movimiento, la cual ocurre si la fuerza externa que actúa sobre un sistema es nula, es decir si esta es cero, y como consecuencia se dice que el sistema está aislado y secumple que P=cte.
Esta situación se puede explicar mejor mediante un ejemplo como lo es el principio de funcionamiento de un rifle, cuando este es disparado por control remoto, el cual evita la presencia de fuerzas externas; en donde básicamente lo que ocurre es que al reaccionar los gases por la explosión generada por la carga que posee el rifle en su interior, es que la bala es acelerada por elcañón. Los gases producidos durante la explosión son los que también se encargan de empujar el rifle hacia atrás, produciendo de esta manera lo que se conoce como fuerza de retroceso; la cual es la fuerza que experimenta la persona que se encarga de disparar el arma.
Dado que la cantidad de movimiento que existe en un inicio dentro del sistema es cero y como la fuerza de los gases, los cuales seencuentran en un proceso de expansión, es una fuerza interna; las cantidades de movimiento de la bala y el rifle deben ser exactamente iguales y opuestas durante todo el proceso de disparo del rifle. Es por eso que cuando la bala ya se encuentra fuera del sistema, es decir fuera del cañón, acaba el proceso de propulsión a chorro, puesto que a partir de ese momento tanto la bala como el rifle sedesplazan con velocidades constantes.
El principio de funcionamiento de un cohete igualmente está asociado con la propulsión a chorro, en donde el empuje que es el que se encarga de impulsar el cohete en dirección vertical hacia el espacio; surge como consecuencia de los gases que son producidos por el consumo y/o quema del combustible que posee el mismo en su interior (parte de atrás).
Elempuje ocurre por la expansión del gas generado, el cual ejerce una fuerza sobre el cohete empujándolo de esta manera hacia adelante, como consecuencia el cohete genera una fuerza de reacción sobre los gases que van escapando.
Cabe mencionar que a diferencia de lo que ocurre en el rifle en donde lo que se dispara es una sola masa algo insignificante, el cohete conforme va ascendiendo va perdiendo...