COHETE HIDRÁULICO
A diferencia de los cohetes convencionales, impulsados con aire comprimido o combustibles químicos, el cohete hidráulico usa agua como propelente de reacción.
MARCO TEÓRICO DURANTE SU PREPARACIÓN PARA EL LANZAMIENTO
FASE DE LLENADO: El cohete hidráulico es llenado con 1/3 de su capacidad original (se llena con esta cantidad ya que si se llena con mas agua, la masa total del cohete aumentara y el propelente (agua) no dará abasto para un impulso efectivo. Si se llena con menos agua la masa total del cohete va a ser menor, pero la cantidad del propelente (agua) no permitirá obtener un impulso inicial efectivo para lograr la altura y distancia total).
FASE DE POSICIONADO: El cohete se posiciona, ya con el corcho puesto a presión en la boquilla de la botella y con la cantidad de agua indicada en su interior en la base de lanzamiento (aplicándose la primera ley de newton ya que no se le esta aplicando una fuerza externa al objeto), la cual tiene una inclinación de 45 grados con el fin de lograr una mayor distancia de lanzamiento y una mayor altura en comparación a las otras inclinaciones posibles para lograr una parábola.
FASE DE BOMBEADO: El inflador es introducido en la boquilla de la válvula que esta ajustada en el corco. Luego se empieza a bombear aire en el interior de la botella el cual se empieza a almacenar como energía potencial, cuando la presión en el interior de la botella supera los 8KG/CM3 esta se trasmite de manera uniforme por todo el propelente (agua) en su interior gracias al principio de bernoulli. Debido a esto el agua hace presión en todo el interior de la botella y como en la boquilla esta posicionado el corcho es la parte mas débil, por donde el aire, convertido en energía cinética impulsa el agua como chorro a presión, siendo esta la que crea el impulso inicial para elevar la botella gracias a la tercera ley de newton de acción y reacción.
FASE DE VUELO: El cohete describe una parábola logrando una elevación específica y un alcance específico, para luego ser sometido a una caída libre, donde la gravedad es la única fuerza que actúa sobre el cohete.
- Para que el cohete logre una mayor aerodinámica se le deben poner cuatro alerones en la parte inferior de la botella, cerca a la boquilla donde va el corcho (los alerones deben de tener la misma distancia entre si y las mismas medidas)
Gráfico con diferentes trayectorias parabólicas ideales
MATERIALES NECESARIOS PARA SU REALIZACIÓN
- 2 botellas PET con
capacidad de 1.5 litros
- Corcho de 4.25 centímetros de largo y
1.9 de ancho
- Válvula para inflar balones de 4,1
centímetros de largo
- Regla de 30 centímetros
- Recipiente con capacidad para
contener 500 ML
- 50 gramos de plastilina
PROCESO DE REALIZACIÓN
- Con la segunda botella de
1,5 litros se corta la parte superior de la botella y se corta la parte de la
tapa roscada de esta, luego se corta el cuerpo central de la botella
- La parte superior de la
segunda botella es pegada con 15 tiras de cinta aislante en la parte inferior
de la primera botella, pero antes de esto se esparce uniformemente los 50
gramos de plastilina y encima de esto poner la bolsa de basura, que servirá
como amortiguadora.
- Luego pegar con cinta
aislante la parte central de la segunda botella en la parte superior de la
primera botella, para posteriormente pegar también con cinta aislante en esa
parte los 4 alerones para darle aerodinámica al cohete.
- Ajustar el corcho para que
la válvula pueda sobresalir un poco y el aire pueda entrar sin problemas al
interior de la botella.
· Se recomienda el uso de
las botellas PET por su resistencia, con la condición de que las botellas que
se vayan a utilizar no tengan ningún desperfecto· Ninguna parte del cohete
debe de quedar torcida y los alerones deben de quedar pegador con la misma
distancia entre todos. Este proyecto debe hacerse
indispensablemente en lugares donde ninguna persona peligre y donde el usuario
no corra el riego de ocasionar daños materiales.· No es recomendado hacer el
experimento en días lluviosos o con mucho viento porque el cohete se desviaría
fácilmente y realizaría su trayectoria correctamente, perdiendo todo el
sentido.
· Siempre seguir las
recomendaciones del operador del cohete.RESULTADOS EXPOSICIÓN Y PRUEBAS
El grupo #1 conformado por Juan Andrés Rayo Morales, David Mauricio Reyes Cardona y Santiago Arrieta Peña se desenvolvió fluidamente durante la exposición y las respectivas pruebas del cohete, todo esto teniendo una duración de aproximadamente 30 minutos.
En pruebas anteriores a la presentación el cohete alcanzo alturas de 12 metros y distancias de hasta 24 metros, pero por razones de posible desgaste y una cantidad un poco menor de agua a la recomendada el cohete solo alcanzo la mitad de los resultados anteriores.
*links que llevan a páginas de gran utilidad para la realización de este proyecto*
Enlace que permite ver las pruebas de lanzamiento del cohete hidráulico en la institución educativa durante la clase de física.
