COHETES DE AGUA
OBJETIVOS:
GENERAL:
 determinar y analizar el empuje, la presión y la fuerza ejercida por un
fluido mediante una carga represada. con la cual podemos lograr la
elevación de un cohete plástico practicado en una botella por medio de
agua.
ESPECIFICOS:
 llevar a cabo una debida profundización en el tema sobre la participación
de los fluidos en algunos elementos de la ciencia.
 Reconocer y aplicar los conceptos dados en el proyecto para de esta
manera ponerlos en práctica en nuestra profesionalidad.
 Prepararnos en nuestras habilidades como ingenieros poniéndolas en
práctica en temas tan sencillos pero tan importantes como lo es la física y
su infinidad de temas.
ANTECEDENTES:
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 masa por su velocidad, permanece constante o lo que es lo
mismo su derivada es igual a cero:
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
laExpulsión esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, las del
movimiento del agua y el cohete.
Se construirá el cohete con una botella de plástico, o varias alineadas, que servirá
de tanque con su boca colocada hacia abajo haciendo las veces de tobera, y se
rellena de agua en su mayor parte. Entonces se colocará un tapón con una válvula
que permita la introducción del aire a presión, por medio de una bomba de hinchar
bicicletas, un compresor de aire o bombonas de gases no inflamables
como CO2 o nitrógeno, o bien se introduce alguna sustancia efervescente. La
colocación del tapón tiene que hacerse de forma que sea lo suficientemente
resistente para resistir cierta presión, pero que sea capaz de soltarse antes de que
la presión interna pueda reventar las paredes de plástico de la botella o que tenga
un sencillo mecanismo que permita quitarlo, a distancia.
Las presiones que se utilizan para estos lanzamientos generalmente están entre
500 y 1000 kPa. Cuanto mayor sea la presión interna mayor será la energía
potencial acumulada. A mayor cantidad de agua mayor impulso pero también
mayor peso por lo que hay que hacer un balance de estas dos variables para
optimizar la altura del lanzamiento.
HISTORIA
En la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete fabricados en
Alemaniay los Estados Unidos. A mediados de 1980 se realizaron competiciones
de cohetes de agua enEscocia.
Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas, que es el
material que seutiliza generalmente para fabricar cohetes de agua, fueron
empleadas por primera vez en 1974 enlos Estados Unidos de América y su uso
aumentó rápidamente a medida que se difundían entre los consumidores.
Posiblemente, el primer material impreso acerca de la construcción de cohetes de
agua con botellas de PET apareció en la edición de agosto de 1983 de la revista
estado unidense“Mother Earth News”.
En la actualidad, la construcción y el lanzamiento de cohetes de agua se realiza
de varias maneras en distintas partes del mundo. Los modelos de cohetes son
populares en los Estados Unidos y escuelas, museos de ciencias, etc.
Se organizan actividades de construcción de cohetes de agua; se encuentran a la
venta diversos modelos de cohetes de agua para armar. En Europa los modelos
de cohetes para armar han sido más populares que los cohetes de agua. Sin
embargo, estos últimos tienen una larga tradición en varios países tales como
Inglaterra, Francia y Escocia. En 2001,
Por ejemplo, Inglaterra inició una competición llamada “Wáter Rocket Challenge“.
En todo el mundo se encuentran aficionados a los cohetes de agua, que
intercambian información sobre diseños originales tanto de cohetes como de
lanzadores. Muchos compiten con otros Por superar las marcas de altura con el
mismo entusiasmo e intensidad que los que disfrutan de los deportes.
En muchos países de Asia, entre ellos China, Corea, Filipinas, Indonesia, Sri
Lanka, Vietnam, Singapur e India, los cohetes de agua son cada vez más
populares y va en aumento el número de competiciones. En 2005 se emprendió
una iniciativa internacional sobre cohetes de agua destinado a los jóvenes del Asia
y el Pacífico, con el propósito de promover la educación de las ciencias espaciales
MARCO TEORICO
A continuación se presenta la conceptualización que conlleva este proyecto
conforme a las teorías que han sido expuestas sobre este tema. Nuestro proyecto
se relaciona con diversas asignaturas primeramente con física pues muestra como
trabaja la fuerza aplicada sobre otro objeto o sustancia etc. así como los fluidos.
Donde comprobaremos esta teoría que se convirtió en ley."Con toda acción ocurre
siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos
siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos”.
Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación de
dolor al golpear una mesa, puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti
Con la misma intensidad; el impulso que consigue un nadador al ejercer una
fuerza sobre el borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del
borde a la fuerza que él está ejerciendo. La comprobaremos cuando sea el aire
quien ejerza la fuerza sobre el agua donde cada uno ejerce su trabajo de forma
contraria en este caso será el aire quien someta al agua y haga estallar el cohete
que le dará paso a volar.
Principio de pascal:
La presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un
recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las
direcciones y en todos los puntos del fluido. Este principio se comprueba cuando
la botella contenida con agua es sometida a la fuerza del aire donde este se
desplazara en todos los puntos. Tiro parabólico: Se denomina movimiento
parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se
corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio
que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio
uniforme.
Este movimiento lo observaremos cuando sea lanzado el cohete y su trayectoria
trace una parábola.
Caída libre:
Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o
menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra
que tenga lugar en el seno de un fluido Movimiento que será observado al caer el
cohete de agua.
Aerodinámica:
La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones
que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo
entre éstos y el fluido que los baña
Comprobaremos la aerodinámica cuando el cuerpo solido de la botella sea
influenciado por el agua a la vez sometida por el aire.
Búsqueda bibliográfica
Escuela preparatoria oficial nº 141
Maestro: José Alberto sételo
Titulo : proyecto en equipo
Turno : matutino
http://es.scribd.com/doc/97170654/Proyecto-Cohete-de-Agua
Avance del proyecto:
Nuestro modelo fue construido a base de algunos modelos sacados de internet y
formamos dos tipos de cohetes compuestos por varios modelos vistos para de
esta manera realizar las pruebas y quedarnos con el que mejor nos funcione.
El primer paso a seguir:
Comenzamos cortando las botellas, los faldones y las aletas. Fue trabajoso
alinearlas una vez Puesto el faldón, entonces procuramos pegarlas a 90º antes de
colocarlas en el cohete.
Partimos de botellas de agua H2O de tamaño
personal de capacidad, a las cuales le agregábamos otra cortada para que sirva
de ojiva, cortando también la rosca del pico.
El material elegido para las aletas fue variado. Las construimos de:
• Cartón
• Madera balsa
• Compact Disc
Se eligieron las aletas de madera balsa y cartón realizando tres aletas por cada
cohete espaciadas a 120º Cada una.
Luego para la válvula hicimos ruptura en el centro de la tapa de la botella puesto
que la válvula era más pequeña de la establecida la dejamos introducir a presión
para que al momento de lanzar e introducir la cantidad de aire esta aguante la
presión ejercida por la bomba.
FINALIZACION DEL PROYECTO
Para finalizar nuestro proyecto del cohete hidráulico tuvimos que realizar un gran
procedimiento y pasar por varios procesos en los cuales se encuentra la parte del
armado y construcción del cohete y su respectiva base de lanzamiento
La cual nos debía generar los grados de inclinación para lograr un lanzamiento
perfecto
Y de esta manera llegar a dar una gran batalla en la competencia y dar en el punto
establecido por ser el ganador.
Por otra parte después de construir nuestro gran competidor (el cohete) tuvimos
que ensayar varias veces, de muchas maneras, y diferentes posiciones o ángulos
de lanzamiento para lograr, primero que este volara y segundo que fuera el
ángulo perfecto para llegar a caer en el blanco.
Luego de esto tuvimos que ensayar muchas veces la parte y la más importante
por la cual nuestro cohete hidráulico lograba volar la presión y la cantidad de agua.
Esta es una de las principales cosas por aprender y la primordial en nuestro
proyecto ya que era la clave para hacer funcionar el cohete
Valga aclarar que esto no lo logramos ni con una ni con dos veces de practica
fueron muchos días y muchas noches de practica a lo largo de nuestro semestre
para poder determinar cuanta presión necesitamos para tanta cantidad de agua,
De esta manera día a día práctica tras práctica fuimos aprendiendo conociendo y
determinando la manera más correcta de elevar el cohete.
Hasta lograr la perfeccionar sobre ello y no fallar en el concurso final en el cual
debíamos participar para lograr ganar una gran premio final.
Bueno y llego el día de dicho concurso y los nervios de todos los participantes
alterados ya que era algo muy importante tanto para nosotros como para nuestro
maestro. Pero al final resulto algo muy entretenido y dinámico para todos,
Ya que paso de ser un concurso a una actividad muy recreativa para todos y
cada uno de nosotros
Todos fuimos lanzando tres veces de manera muy organizada en busca de el gran
premio ofrecido por nuestro maestro Tratando de llegra al punto de premio
pero fue una competencia muy reñida ya que nos encontramos con grandes
competidores en el campo de batalla y de esta manera concluyo la competencia
al final solo un equipo lo logro .
CONCLUSIONES
Este proyecto de cohetería hidráulica fue muy útil para mí y mis demás
compañeros ya que pudimos conocer y profundizar mucho mas nuestros
conocimientos sobre la física termodinámica y sus derivadas.
Además de esto conocimos y pusimos en práctica nuestras capacidades como
futuros ingenieros creando e innovando la manera por la cual hacer volar un
cohete con la ayuda de un fluido y la presión.

Finalizacion del proyecto

  • 1.
    COHETES DE AGUA OBJETIVOS: GENERAL: determinar y analizar el empuje, la presión y la fuerza ejercida por un fluido mediante una carga represada. con la cual podemos lograr la elevación de un cohete plástico practicado en una botella por medio de agua. ESPECIFICOS:  llevar a cabo una debida profundización en el tema sobre la participación de los fluidos en algunos elementos de la ciencia.  Reconocer y aplicar los conceptos dados en el proyecto para de esta manera ponerlos en práctica en nuestra profesionalidad.  Prepararnos en nuestras habilidades como ingenieros poniéndolas en práctica en temas tan sencillos pero tan importantes como lo es la física y su infinidad de temas. ANTECEDENTES: 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 masa por su velocidad, permanece constante o lo que es lo mismo su derivada es igual a cero: 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 laExpulsión esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, las del movimiento del agua y el cohete.
  • 2.
    Se construirá elcohete con una botella de plástico, o varias alineadas, que servirá de tanque con su boca colocada hacia abajo haciendo las veces de tobera, y se rellena de agua en su mayor parte. Entonces se colocará un tapón con una válvula que permita la introducción del aire a presión, por medio de una bomba de hinchar bicicletas, un compresor de aire o bombonas de gases no inflamables como CO2 o nitrógeno, o bien se introduce alguna sustancia efervescente. La colocación del tapón tiene que hacerse de forma que sea lo suficientemente resistente para resistir cierta presión, pero que sea capaz de soltarse antes de que la presión interna pueda reventar las paredes de plástico de la botella o que tenga un sencillo mecanismo que permita quitarlo, a distancia. Las presiones que se utilizan para estos lanzamientos generalmente están entre 500 y 1000 kPa. Cuanto mayor sea la presión interna mayor será la energía potencial acumulada. A mayor cantidad de agua mayor impulso pero también mayor peso por lo que hay que hacer un balance de estas dos variables para optimizar la altura del lanzamiento. HISTORIA En la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete fabricados en Alemaniay los Estados Unidos. A mediados de 1980 se realizaron competiciones de cohetes de agua enEscocia. Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas, que es el material que seutiliza generalmente para fabricar cohetes de agua, fueron empleadas por primera vez en 1974 enlos Estados Unidos de América y su uso aumentó rápidamente a medida que se difundían entre los consumidores. Posiblemente, el primer material impreso acerca de la construcción de cohetes de agua con botellas de PET apareció en la edición de agosto de 1983 de la revista estado unidense“Mother Earth News”.
  • 3.
    En la actualidad,la construcción y el lanzamiento de cohetes de agua se realiza de varias maneras en distintas partes del mundo. Los modelos de cohetes son populares en los Estados Unidos y escuelas, museos de ciencias, etc. Se organizan actividades de construcción de cohetes de agua; se encuentran a la venta diversos modelos de cohetes de agua para armar. En Europa los modelos de cohetes para armar han sido más populares que los cohetes de agua. Sin embargo, estos últimos tienen una larga tradición en varios países tales como Inglaterra, Francia y Escocia. En 2001, Por ejemplo, Inglaterra inició una competición llamada “Wáter Rocket Challenge“. En todo el mundo se encuentran aficionados a los cohetes de agua, que intercambian información sobre diseños originales tanto de cohetes como de lanzadores. Muchos compiten con otros Por superar las marcas de altura con el mismo entusiasmo e intensidad que los que disfrutan de los deportes. En muchos países de Asia, entre ellos China, Corea, Filipinas, Indonesia, Sri Lanka, Vietnam, Singapur e India, los cohetes de agua son cada vez más populares y va en aumento el número de competiciones. En 2005 se emprendió una iniciativa internacional sobre cohetes de agua destinado a los jóvenes del Asia y el Pacífico, con el propósito de promover la educación de las ciencias espaciales
  • 4.
    MARCO TEORICO A continuaciónse presenta la conceptualización que conlleva este proyecto conforme a las teorías que han sido expuestas sobre este tema. Nuestro proyecto se relaciona con diversas asignaturas primeramente con física pues muestra como trabaja la fuerza aplicada sobre otro objeto o sustancia etc. así como los fluidos. Donde comprobaremos esta teoría que se convirtió en ley."Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos”. Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación de dolor al golpear una mesa, puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti Con la misma intensidad; el impulso que consigue un nadador al ejercer una fuerza sobre el borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del borde a la fuerza que él está ejerciendo. La comprobaremos cuando sea el aire quien ejerza la fuerza sobre el agua donde cada uno ejerce su trabajo de forma contraria en este caso será el aire quien someta al agua y haga estallar el cohete que le dará paso a volar. Principio de pascal: La presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. Este principio se comprueba cuando la botella contenida con agua es sometida a la fuerza del aire donde este se desplazara en todos los puntos. Tiro parabólico: Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. Este movimiento lo observaremos cuando sea lanzado el cohete y su trayectoria trace una parábola. Caída libre: Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra
  • 5.
    que tenga lugaren el seno de un fluido Movimiento que será observado al caer el cohete de agua. Aerodinámica: La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña Comprobaremos la aerodinámica cuando el cuerpo solido de la botella sea influenciado por el agua a la vez sometida por el aire. Búsqueda bibliográfica Escuela preparatoria oficial nº 141 Maestro: José Alberto sételo Titulo : proyecto en equipo Turno : matutino http://es.scribd.com/doc/97170654/Proyecto-Cohete-de-Agua Avance del proyecto: Nuestro modelo fue construido a base de algunos modelos sacados de internet y formamos dos tipos de cohetes compuestos por varios modelos vistos para de esta manera realizar las pruebas y quedarnos con el que mejor nos funcione. El primer paso a seguir: Comenzamos cortando las botellas, los faldones y las aletas. Fue trabajoso alinearlas una vez Puesto el faldón, entonces procuramos pegarlas a 90º antes de colocarlas en el cohete.
  • 6.
    Partimos de botellasde agua H2O de tamaño personal de capacidad, a las cuales le agregábamos otra cortada para que sirva de ojiva, cortando también la rosca del pico. El material elegido para las aletas fue variado. Las construimos de: • Cartón • Madera balsa • Compact Disc Se eligieron las aletas de madera balsa y cartón realizando tres aletas por cada cohete espaciadas a 120º Cada una. Luego para la válvula hicimos ruptura en el centro de la tapa de la botella puesto que la válvula era más pequeña de la establecida la dejamos introducir a presión para que al momento de lanzar e introducir la cantidad de aire esta aguante la presión ejercida por la bomba.
  • 7.
    FINALIZACION DEL PROYECTO Parafinalizar nuestro proyecto del cohete hidráulico tuvimos que realizar un gran procedimiento y pasar por varios procesos en los cuales se encuentra la parte del armado y construcción del cohete y su respectiva base de lanzamiento La cual nos debía generar los grados de inclinación para lograr un lanzamiento perfecto
  • 8.
    Y de estamanera llegar a dar una gran batalla en la competencia y dar en el punto establecido por ser el ganador. Por otra parte después de construir nuestro gran competidor (el cohete) tuvimos que ensayar varias veces, de muchas maneras, y diferentes posiciones o ángulos de lanzamiento para lograr, primero que este volara y segundo que fuera el ángulo perfecto para llegar a caer en el blanco. Luego de esto tuvimos que ensayar muchas veces la parte y la más importante por la cual nuestro cohete hidráulico lograba volar la presión y la cantidad de agua.
  • 10.
    Esta es unade las principales cosas por aprender y la primordial en nuestro proyecto ya que era la clave para hacer funcionar el cohete Valga aclarar que esto no lo logramos ni con una ni con dos veces de practica fueron muchos días y muchas noches de practica a lo largo de nuestro semestre para poder determinar cuanta presión necesitamos para tanta cantidad de agua,
  • 11.
    De esta maneradía a día práctica tras práctica fuimos aprendiendo conociendo y determinando la manera más correcta de elevar el cohete.
  • 12.
    Hasta lograr laperfeccionar sobre ello y no fallar en el concurso final en el cual debíamos participar para lograr ganar una gran premio final. Bueno y llego el día de dicho concurso y los nervios de todos los participantes alterados ya que era algo muy importante tanto para nosotros como para nuestro maestro. Pero al final resulto algo muy entretenido y dinámico para todos,
  • 13.
    Ya que pasode ser un concurso a una actividad muy recreativa para todos y cada uno de nosotros
  • 14.
    Todos fuimos lanzandotres veces de manera muy organizada en busca de el gran premio ofrecido por nuestro maestro Tratando de llegra al punto de premio pero fue una competencia muy reñida ya que nos encontramos con grandes competidores en el campo de batalla y de esta manera concluyo la competencia al final solo un equipo lo logro .
  • 15.
    CONCLUSIONES Este proyecto decohetería hidráulica fue muy útil para mí y mis demás compañeros ya que pudimos conocer y profundizar mucho mas nuestros conocimientos sobre la física termodinámica y sus derivadas. Además de esto conocimos y pusimos en práctica nuestras capacidades como futuros ingenieros creando e innovando la manera por la cual hacer volar un cohete con la ayuda de un fluido y la presión.