COHETES PROPULSADOS POR AGUA.

Cohete propulsado por agua

Introducción

Hoy en día la mayoría de cohetes utilizados para viajes espaciales funcionan con motores a combustión utilizando combustibles para hacerlos funcionar
Aunque han cumplido todas las expectativas de funcionamiento con este método han surgido gran cantidad de problemas como la contaminación

Definición de problema
Crear un cohete para ser propulsado por agua solamente y que realice un movimiento parabólico y que alcance una distancia de 18 metros es de gran importancia crear un cohete que sea 100% ecológico y que en vez de contaminar ayude al desarrollo de la naturaleza

Recursos
Materiales
Envase de gaseosa (2 litros)
Madera o cartón
Pintura o vinilo
Platina

Herramientas
Bisturí
Tijeras
Reglas
Taladro

Restricciones
se pretende construir un cohete propulsado por agua cuya restricciones son:
Avance parabólico mayor a 18 metros
Movimiento parabólico
Propulsado por agua
Criterios
Tiempo de fabricación
Inclinación
Ser propulsado por aire
Restricciones

Generar soluciones

1 crear el cohete con tubos de aluminio, con una tuerca plástica para así adaptarle la manguera que conduce aire
2crear un cohete propulsado por agua utilizando un tubo de pvc de 2 pulgadas con un corcho en una punta en el cual va incrustada una aguja
3-chohete construido con un envase plástico de gaseosa con su respectiva tapa en la cual va introducida un racor con gusanillo para permitir la entrada del aire realizando una base para darle su inclinación adecuada

Descartar soluciones
Desacertamos la soluciones 1y 2 por que los materiales como el aluminio o el pvc son muy pesados además queremos hacer un cohete con elementos reciclables (ejemplo solución 3)
Selección de solución
Fue escogida la solución 3 por que los materiales son reciclables y baratos además el envase plástico es muy liviano por lo cual nos puede ayudar a tener mas altura y alcance parabólico
Inconvenientes
Llegar a alcanzar un avance de 18 metros fue algo difícil por que la presión que ejercimos era poca
Lograr darle un buen Angulo para generar el movimiento parabólico correspondiente
Proporcionar la cantidad de agua que llevaba el recipiente plástico
Que se aprendió
La relación que ahí de presión en u lugar comprimido
La función y composición de un cohete


FUNCIONAMIENTO:

El funcionamiento es sencillo, se llena la botella con aproximadamente 1/3 de agua, se pone un tapón bien ajustado y la situamos en posición vertical con algún tipo de plataforma, seguidamente y, mediante un inflador de bicicleta introducimos aire dentro de la botella, cuando la presión es suficientemente grande el tapón se suelta saliendo hacia abajo el agua! Cuidado con mojarse! y el cohete despega alcanzando alturas variables que pueden llegar a unos 80 m.



Materiales:

Básico

- Botella de plástico (2l o 1,5 l)

- Tapón de corcho o de goma

- Inflador de bicicleta

- Agua

- Aguja de inflador o canutillo de bolígrafo


Mejoras ( opcional)

- Hilo y bolsas de plástico para (paracaídas)

- Cartón (para hacer un cono)

- Cartón (para alerones)

- Pinturas de colores


Funcionamiento

1ª Fase: El llenado de "combustible"

El cohete va a funcionar utilizando como "combustible", un líquido que propulsará el cohete, en nuestro caso, agua utilizando el principio de acción y reacción.

En nuestras pruebas la cantidad óptima es alrededor de 1/3 de la capacidad de la botella, para cantidades mucho mayores,(más de la mitad) la botella despegará con gran parte de agua en su interior lo que hará que alcance una menor altura, en caso contrario, si se ha llenado con poca agua, se realiza un menor impulso inicial y también alcanzaremos menor altura, el llenado es pues, una fase importante, debemos, realizar distintas pruebas hasta determinar la cantidad de agua más adecuada.

2ª Fase: El taponado y puesta en marcha

Una vez cargada, tapamos nuestra botella con un tapón de corcho o de goma, en el que previamente hemos introducido una aguja de inflador de balones o un canutillo de bolígrafo.

Esta es la fase más crítica, en la construcción de los cohetes de agua y de ella depende gran parte del éxito del vuelo, el tapón debe quedar lo más hermético posible, para que en el momento del inflado no pierda agua, además cuanto más apretado este más presión de aire soportará por tanto el impulso inicial y la altura alcanzada será mayor.



3ª Fase: El inflado y despegue

Después de taponar bien el cohete y conectar la goma del inflador colocamos, con ayuda de una plataforma, el cohete en posición vertical o inclinada en el caso de que queramos un vuelo parabólico y comenzamos a llenar la botella con ayuda del compresor de bicicleta, debemos tener paciencia porque esta fase puede llevar varios minutos.

Al llenar el cohete de aire y comprimirlo estamos aumentando la presión en su interior, cuando la presión llega a un determinado valor el tapón salta y el liquido es desplazado contra el suelo, de esta forma se realiza una fuerza contra el mismo a la que según la tercera ley de Newton se le opone otra fuerza igual y en sentido contrario, esta fuerza es la que hace que los cohetes se eleven.

Por lo tanto podemos afirmar, como hemos dicho antes que la altura que toman los cohetes es directamente proporcional a la presión a la que son sometidos los cohetes; esto quiere decir que a mayor presión mayor altura.

La presión a la que podemos someter los cohetes esta relacionada con lo ajustado que este el tapón, cuanto mas ajustado, podremos introducir más aire, y por lo tanto saldrá con mayor velocidad.

4ª Fase: El vuelo y aterrizaje

1. El agua sale hacia abajo impulsando los cohetes, y haciendo que estos salgan despedidos; en el momento en que salen su velocidad es máxima, de unos 20 m/s. Como dato curioso es interesante reseñar que la velocidad a la que debe ir un cohete real para vencer el campo gravitatorio terrestre es de 11 km/s.

2. Debido al rozamiento con el aire, y sobre todo a su peso que los atrae hacia la tierra debido a la atracción gravitatoria, los cohetes tienen una desaceleración de 9,8 m/s² que los va frenando hasta alcanzar una altura máxima (25-100 m), en este momento su velocidad es 0 m/s.



3. A partir de este momento los cohetes comienzan a descender, en el descenso se activa el sistema de apertura automática del paracaídas; que hace que el paracaídas se abra y este decelera la caída de los cohetes, que de esta forma caen con más suavidad evitando así que se dañen y haciendo posible su reutilización.



ESTRUCTURA

La estructura es simple y esta compuesta por las siguientes partes:

1.. Fuselaje compone el cuerpo del cohete y lo forma una botella cilíndrica de PET o PVC, con un volumen de 1'5 o 2 l, que está especialmente decorada.

2. El cono: La botella lleva en su extremo superior un cono que disminuye notablemente el rozamiento con el aire mejorando la aerodinámica del cohete, además sirve para alojar el paracaídas.


3. El paracaídas: Esta elaborado a partir de una bolsa de plástico a la cual se le han pegado unos hilos que a su vez van pegados a la parte superior del cohete.

Es activado cuando el cohete comienza su descenso; se activa al desprenderse la cápsula que lo contiene, que es el cono, la cápsula se desprende cuando entra aire por los orificios que con esta finalidad están situados en la base de la cápsula, el aire que entra ejerce una fuerza hacia arriba sobre la cápsula que hace que esta salga despedida.


4. Los alerones: De forma opcional se pueden acoplar unos alerones a los cohetes con el propósito de que éstos mantengan una trayectoria rectilínea.

Estos alerones son de una madera muy poco densa o cartón, deben ser de poco grosor para evitar un exceso de peso que disminuiría la altura que alcanzan los cohetes.


5. El sistema de propulsión: está compuesto por un tapón situado en la base del cohete, por este tapón se introduce el aire por medio de un sistema formado por una tubería (tapa de bolígrafo) ,o directamente utilizando una aguja acoplada a un compresor de bicicleta.

6. Plataforma de lanzamiento: Hemos construido una plataforma tiberia de pvc que mantiene el cohete en posición vertical en el momento del lanzamiento.



luis carlos torres 2100568
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