1. INSTITUCION EDUCATIVA SECUNDARIA
“SAN MARTIN DE TOURS”
POMAHUACA - JAEN
PROYECTO FERIA DE CIENCIAS
TITULO: COHETE DE AGUA
GRADO: 5° “C”
INTEGRANTES
Estudiantes 5 “ C “
2022
2. INTRODUCCION
El cohete de agua se basa en el conocido principio de acción-reacción. Es
necesario expulsar materia violentamente de un espacio cerrado.
Se debe expulsar en una cierta dirección. Esto produce el desplazamiento
del «cohete» propiamente dicho (el espacio cerrado) en la misma
dirección, pero en sentido opuesto a la expulsión de la materia. El medio
para expulsarlo es el aire bajo presión. El espacio cerrado es una botella
de plástico
La idea surgió de un juguete que muchos conocemos, un pequeño cohete que se le agrega
agua y al inyectarle aire a presión éste vuela.
Nosotros lo hicimos un poco más grande del modelo que vimos, que era de unos 20 cm de
largo, y realizarlo de materiales cotidianos para mostrar que la física no está alejada de
nuestra realidad diaria.
Al proponernos plantearles a nuestros compañeros y profesores que construyéramos un
cohete impulsado con agua me proponía mostrarle una actividad diferente y sacarlos al aire
libre.
Si me pidiera que los elaborara como objetivos diría: Construir un cohete impulsado con
agua a presión que sea realizado con materiales de bajo costo. Explicar el funcionamiento
de nuestro cohete de bajo costo por medio de la tercera ley de Newton y del principio de
conservación de la cantidad de movimiento. Conocer sobre el uso de los cohetes en la
actualidad y su importancia para nuestra sociedad. Pondremos en práctica la teoría y
algunas cosas más en el diseño, dimensionamiento cuando estamos muy cansados decimos
que “estamos sin fuerzas” y necesitamos descansar un rato para recuperarnos. Y es que
cuando andamos, o jugamos, o realizamos muchas otras actividades, ejercemos fuerza
contra algo: si estamos jugando fútbol le damos con fuerza al balón; si corremos, nuestros
pies hacen fuerza contra el suelo; para llevar la mochila tenemos que compensar lo que
pesa, las fuerzas están presentes en la mayoría de nuestras acciones.
3. DELIMITACION DEL PROBLEMA
El cohete, cuando está a punto de ser lanzado, tiene una energía almacenada
en su interior en forma de aire a presión el cual no debe pasar de 8 atmósferas,
pero trabajaremos con 4 atmósferas. La presión elevada del aire empuja a
todas las superficies con las que está en contacto, incluida la del agua, con una
fuerza que es igual a la presión por la superficie.
Cuando la tapa se abre y el agua empieza a salir, la fuerza responsable de que
el agua salga es sobre todo la debida a la presión interna del aire: El aire
empuja al agua hacia fuera, y como la superficie superior del agua es mucho
mayor que la inferior (la boquilla de la tapa), la velocidad que adquiere el agua
al salir es muy grande. Esto se conoce como principio de Bernoulli.
Por tanto, lo que sucede en el interior del cohete es una conversión de energía: El aire
contiene una energía (presión) que se traslada al agua y se convierte en energía cinética
(movimiento). La forma de la tapa permite que la conversión de energía sea muy eficiente
(es decir, que la presión provoque una velocidad muy grande en el agua que sale del
cohete).
Según la 3ª ley de Newton, la reacción se produce sobre el mismo cuerpo que realiza la
acción. En el caso del cohete, es él mismo quien realiza la acción (la conversión de
energía), y por tanto la reacción se aplica también sobre él. Como la reacción es de igual
magnitud y sentido contrario, cuanto mayor sea el valor de la velocidad de salida del agua
mayor será la velocidad de reacción del cohete.
OBJETIVOS:
Construir un cohete impulsado con agua a presión que sea realizado con materiales
de bajo costo Y explicar el funcionamiento de nuestro cohete de bajo costo por
medio de la tercera ley de Newton y del principio de conservación de la cantidad de
movimiento.
Conocer sobre el uso de los cohetes en la actualidad y su importancia para nuestra
sociedad
MARCO TEORICO
El denominado cohete de agua es un artefacto que es propulsado por el agua, para ello es
necesario presentar su principio de funcionamiento: Un sistema formado por un tanque o
depósito contiene agua con su volumen interior parcialmente lleno, si el resto del volumen
es llenado por aire a determinada presión, será posible hacer mover el conjunto si
desalojamos agua a través de una abertura en el fondo convenientemente practicada.
Vayamos por una teoría:
El cohete de agua El transbordador espacial
4. ¿Qué tienen en común?, pues que ambos funcionan a propulsión a chorro, es decir su
“motor es un cohete”; en otras palabras, debe lanzarse un chorro de materia a gran
velocidad, esto se basa en el principio de conservación del momento lineal.
La figura muestra al cohete en un instante en el que su masa es m y se mueve hacia arriba
con velocidad V en referencia al piso. En el mismo instante se expulsa una masa m, con
velocidad V, de tal manera que en el flujo de masa sea constante.
Nuestro sistema está formado por aquellas masas y su diagrama de conservación
del momento es la que mostramos más adelante.
Transcurrido un intervalo dt la velocidad del cohete aumentará desde v hasta v +
dv, aclaramos que este aumento no afecta a la velocidad de la salida del chorro.
Para que la velocidad v sea incrementada en dv, ha tenido que expulsarse una
cierta cantidad de masa dm.
Otros impulsos y frenos podrían actuar desde el exterior, los que podemos
simbolizar por Σ F ext.
La ecuación de equilibrio del momentum en ambas etapas se muestra a continuación:
Un cohete de agua es prácticamente idéntico a un cohete espacial, salvo por que se propulsa
gracias a la combinación agua-aire, contenido todo ello en una botella de plástico. Es un
buen ejemplo ilustrativo del principio de acción-reacción, que propulsa también cualquier
otro cohete (incluidos los auténticos).
MATERIALES:
Ladrillos (base)
Botella descartable
Inflador
Agua
Madera
Papel calamina
Papel lustre
tempera
PROCEDIMIENTO:
Primero conseguimos los materiales, luego colocamos la madera y encima los ladrillos,
mesclamos yeso y cemento y los colocamos encima de los ladrillos y cuando ya secó lo
forramos con papel calamina y papel lustre para ello utilizamos silicona.
Para hacer el cohete utilizamos una botella descartable de un litro y medio, luego la
pintamos con tempera apu y para que tenga más forma utilizamos papel bond para formar
el cono que va en la parte superior del descartable, también utilizamos papel bon para hacer
un diseño en la botella, para finalizar utilice papel calamina, la corte en tiras y la pegué en
la parte del pico de la botella.
5. RESULTADOS
El experimento se realizo con éxito viendo que el cohete fue lanzado gracias a la propulsión
ejecutada por la presión del agua y se elevo con su peso a una distancia requerida.
CONCLUSIONES
En conclusiones podemos decir que a mayor cantidad de presión de aire y menos
agua más se eleva el cohete.
Entre otras cosas se aprendió a realizar un cohete con materiales fáciles y accesibles
de conseguir, como lo son una botella de plástico, una válvula previamente con un
orificio y una bomba de aire, el cual fue operado manualmente.
Con esto se pudo observar el despegue de un cohete. Gracias al proceso de diseño
realizado en este cohete se logró entender como la física aplicada con sus diferentes
herramientas actúa en un medio real.
