5/10/2018 Hacer cohetes caseros - slidepdf.com

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Hacer cohetes caseros es realmente una tarea muy sencilla, pues los materiales son

fáciles de conseguir y no requiere de grandes conocimientos. Para hacer un cohete

casero de agua solo tienes que conseguir una botella de plástico, un corcho, una bomba

de aire y un poco de agua. El resto de componentes es meramente por cuestiones fancy 

El cohete casero básicamente es una botella en la que se introduce aire a presión para

después liberar esta por el orificio y así impulsar el cohete.

Con un poco de imaginación, tu cohete puede convertirse en todo una bestia, incluso se

dice que puede llegar a romper la velocidad del sonido. Para ello puedes modificar la

punta del cohete, crear aletas, pintar la botella y mucho más.

COHETE DE AGUA 

MATERIALES: 

-Dos botellas plásticas de gaseosa o refresco litro 1/2 o 2 litros.

-Un corcho normal o plástico que se acomode a la boca de la botella.

-Cartón plástico o algún material que se le asemeje (no se recomienda cartón normal

debido a que al ser expuesto al agua dejara de ser funcional).

-Pegamento para plástico.

-Una aguja para inflar balones y otra de cocer de grosor similar a la anterior.

-Un inflador correspondiente a la aguja.

-Un trozo de tubo de PVC de más o menos unos 15 o 20 cm donde encaje el tamaño de

la botella elegida.

CONSTRUCCION: 

1. Toma una de las botellas y córtala arriba de modo que obtengas un cono que encaje en

la parte inferior de la otra, (esta será la punta del cohete), luego pégalo teniendo en

cuenta dejarle puesta la tapa al sector adherido. (la idea es crear una forma aerodinámica

para el cohete).

2.Toma el cartón plástico o material similar y recorta tres o cuatro triángulos iguales que

cumplan la función de alerones para estabilizar el vuelo del cohete, luego pégalos a

distancias iguales alrededor de la parte de abajo, teniendo en cuenta que no choquen con

la base (el tuvo de PVC que sostendrá nuestro cohete).

3. Toma el corcho y con una aguja de cocer grande atraviésalo por la mitad. Una vez listo

el agujero, inserta la aguja del inflador por allí.4. Toma el pedazo de PVC y hazle en uno de sus bordes una entrada en forma de arco,

para que la manguera de nuestro inflador pueda pasar sin problemas.

NOTA: Puedes prescindir de la base haciendo que los alerones sostengan la botella por

si sola haciéndolos alargados para que sobresalgan en la parte de abajo cerca de la boca

de la botella unos 10 o 15 cm (la altura que nos brindaría la base respecto al piso, pero

esto no es muy recomendable si lo vas a usar varias veces, ya que con los “aterrizajes”,

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pueden deformarse e incluso caerse, y el cohete dejaría de ser estable a la hora de

despegar.

USO: 

-Tomas el cohete lo llenas con agua una o dos décimas partes de la capacidad de la

botella.-Tomas el corcho con la aguja ya conectados al inflador y los pasas por la base de PVC,

después introduces con fuerza el corcho en la boca de la botella. (teniendo en cuenta no ir

a despegar alguna de las partes adheridas al cohete)

-Pones la base en un lugar plano estable con el arco hacia el suelo y acomodas el cohete

sobre la parte de arriba. (Ten en cuenta que la manguera debe salir por el arco en el

borde del tuvo para no desestabilizar la posición del cohete).

-Una vez todo listo te alejas hasta donde te lo permita el inflador y comienzas a

accionarlo; luego de unas veces que bombees aire, el cohete saldrá disparado.

NOTA: Puedes crear un efecto mayor y mas rapido de presion utilizando alguna bebidagaseosa en ves de agua o añadiendole a esta algun elemento efervecente antes de poner

el corcho.

SEGURIDAD:

Un cohete de agua es un experimento muy sencillo, pero sin embargo hay algunas cosas

que debes tener en cuenta para no tener complicaciones:

1. No lo apuntes hacia personas o ventanas.

2. Es opcional usar gafas de protección, pero en caso verte obligado a bombear el aire

muy cerca a el cohete, seria una buena protección para evitar que al ser expulsado, la

fuerza del agua y del aire arrojen elementos hacia tus ojos.

Nunca se ha conocido un caso en el que el corcho resista la presión a tal grado de ser la

botella la que seda y explote, pero teóricamente si el material de el recipiente fuera muy

débil esto quizás podría suceder; posiblemente no arrojaría trozos de la botella,

simplemente esta se partiría en algún lugar de forma violenta, permitiendo por allí el

escape del aire, pero sin embargo es mejor prevenir, protegiendo especialmente los ojos.

EXPLICACION:

A medida que vas insertando aire en el cohete este se comprime por encima del agua. El

corcho ofrece resistencia, impidiendo que los elementos contenidos en la botella salgan

de ella, la presión va aumentando dentro de esta y cuando el aire logra la fuerza suficiente

para sacar el corcho, expulsa primero el agua con tal fuerza y rapidez que crea un efecto

de propulsión capaz de envía la botella por los aires.

Newton o ley de acción y reacción que nos dice que toda fuerza que actúa sobre un

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cuerpo produce una reacción de igual magnitud en sentido contrario, en este caso la

fuerza con la que es expulsada el agua hacia abajo, es la fuerza con la que el cohete es

disparado hacia arriba.

El principio que explica la propulsión de un cohete de agua es la ley de la conservación de

la cantidad de movimiento, que es otra forma de llamar a la 3ª ley de Newton o principio

de acción-reacción. Este principio establece que en ausencia de fuerzas externas la

cantidad de movimiento de un sistema, p, que es el producto de su masapor su velocidad, 

permanece constante o lo que es lo mismo su derivada es igual a cero:

De esta ley, con los oportunos pasos matemáticos y sustituciones, se deriva la ecuación

del cohete de Tsiolskovski: 

donde v es la velocidad instantanea, v u  la velocidad de salida del fluido por la boca, m 0 la

masa total inicial y m la masa en cada momento.

La propulsión 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 el

sistema 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 puede derivar 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:

F  = 2πr 2P  

donde F es la fuerza de propulsión, r es el radio de la boca y P la diferencia de presión

entre el interior y el exterior.

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Además en su movimiento el cohete estará sometido a la fuerza de la gravedad y a la

resistencia producida por la fricción con el aire que depende de las leyes de

la fluidodinámica. 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 tiene que

encontrarse siempre delante del segundo y a una distancia que se

estima empíricamente como óptima cuando ambos están separados alrededor del doble

del radio del cohete. Para distancias inferiores el vuelo puede resultar inestable.

El centro de presión aerodinámica representa el punto en el cual se podrían concentrar de

forma equivalente todas las fuerzas que frenan el movimiento del cohete debido a la

resistencia del aire. El cálculo de su posición es muy complejo, pero gracias al trabajo

de James Barrowman (publicado en 1966) se puede resolver usando un sistema de

ecuaciones simplificado. Un método alternativo más fácil es encontrar el (baricentro) de

una silueta de papel con la misma forma que la proyección lateral del cohete. Este punto

es muy cercano al verdadero centro de presión aerodinámica. Además la posición del

centro de presión aerodinámica se puede ajustar en cierta medida modificando la posición

y dimensiones de los alerones. 

CONCLUSION:

Gracias a este experimento podemos ver la fuerza de presión que ofrecen los elementos

gaseosos al ser forzados a comprimirse, y por otro lado ver en acción la tercera ley de

Newton o ley de acción y reacción que nos dice que toda fuerza que actúa sobre un

cuerpo produce una reacción de igual magnitud en sentido contrario, en este caso la

fuerza con la que es expulsada el agua hacia abajo, es la fuerza con la que el cohete es

disparado hacia arriba. 

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ANEXOS