Cohete de Propulsión Por Agua

7/24/2019 Cohete de Propulsin Por Agua

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Asignatura:

Clculo Vectorial

Profesor (a):

Jos Antonio Scott

Tema:

Cohete impulsado por agua

Sustentado Por:

Manuel Antonio Bastardo Payano - 2013-1845

Daniel Ignacio Montero Durn - 2013-2018


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Introduccin

Los cohetes de propulsin por agua son una imitacin de un cohete espacial real. La

construccin de este prototipo intenta experimentar con materiales asequibles para

poder simular los fenmenos que ocurren en dicha mquina para que se produzca su

funcionamiento. En el mismo actan diferentes factores que influyen tanto de forma

positiva, es decir que funcione y de forma negativa como la friccin del aire sobre la

superficie del mismo que acta negativamente.

En este trabajo o reporte intentamos detallar todo lo referente a nuestro proyecto de

cohete de agua, aplicando todos nuestros conocimientos fsicos y ahora adicionando todolo aprendido en la materia de clculo vectorial como los vectores, movimientos en el

plano, escalares que influyen en el mismo, etc.


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Justificacin

Proyecto final de la materia de clculo vectorial en el cual vamos a analizar la parte

matemtica del proyecto as como usar medios tericos de la fsica para hacerlo

funcionar.

Objetivos:

Planificar la construccin de un cohete propulsado por agua.

Determinar analticamente por medios tericos los fenmenos fsicos que se estiman

sern los que ocurrirn en el caso ideal del proyecto funcionando.

Construir el cohete propulsado por agua.

Experimentar el cohete para proceder a determinar datos.

Verificar que los clculos estimados corresponden a los analizados en la prueba.


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Datos tericos

La operacin del cohete de agua consiste en expeler un chorro de agua desde la tobera

del cohete usando aire comprimido alojado en su interior. Al apuntar hacia el cielo la

gravedad naturalmente estratifica el contenido del cohete de modo tal que el aire no

podr escapar sin antes haber empujado toda el agua fuera de la cmara interior

producido por la presurizacin del agua, as la energa acumulada en el aire, es

eficientemente transformada en energa cintica del chorro de salida de agua, cambiando

su cantidad de movimiento y por la 3 ley de Newton empuja el cohete hacia arriba.

Al buscar alcanzar la mayor distancia posible, debido a su baja densidad el empuje

provisto solo por aire resulta despreciable, mientras que un cohete cuya cmara est

completamente llena de agua, no puede ser presurizada y no habr energa almacenada

para convertir en cintica, resultando el problema en uno de optimizacin.

Las ecuaciones de la dinmica que gobiernan el movimiento incluyen la resistencia, el

empuje, (funciones de la velocidad desarrollada y de salida respectivamente), y el peso

que varan en el tiempo, etc.


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Clculos tericos del funcionamiento del cohete

Datos del cohete:

Masa del cohete: 130g que equivale a 0.13 Kg

Masa del agua: 1L que equivale a 1Kg

Presin estimada: 3.5 bares que equivale a 24131.7 Pa

Densidad del agua: 1000 Kg/m3

Tiempo estimado de vuelo: 6s

Determinar:

- Altura mxima

- Fuerza de empuje o escape

- Velocidad de vuelo

- Tiempo de cada libre

- Velocidad antes de llegar al suelo

Formulas a usar:


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Construccin

En esta parte, dedicamos tiempo a analizar cul era el diseo ideal y ms ptimo para que

funcione de manera correcta el cohete. Nos decidimos por hacer del uso de un diseo queaprovechaba mucho los fenmenos externos para su buen funcionamiento, del mismo

modo que usamos materiales que son aerodinmicamente factibles para nuestro objetivo.

Al diseo se le incluy cuatro aletas para tener menos resistencia con el aire y as hacer

uso del aire como factor de ayuda para que el cohete se eleve ms. Aunque estas aportan

peso, estn hechas de un material que es liviano y es muy despreciable el peso que

suman, el cual est ya optado en el peso total del cohete.

De igual modo investigamos cul sera la mejor nariz del cohete, ya que una nariz muy

redonda o casi plana no puede contrarrestar la influencia que gestiona el aire en el

cohete, por lo que investigamos diferentes formas y escogimos la forma de ojiva ya que

esta tiene menos contacto con el aire y lo que hace es desviar el aire a los costados del

mismo, llevando la friccin a un porcentaje muy bajo.

Los materiales que usamos fueron: dos botellas plsticas PET de 2L, Cartn, Papel folder,

Silicn, Pintura, entre otras herramientas.

Diseo


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Cohete de propulsin por agua


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Conclusin

Este proyecto persigue determinar mediante mtodos analticos cmo sera el

comportamiento real del cohete a la hora del lanzamiento. Para determinar los mismos

investigamos mucho acerca de los fenmenos que inciden sobre el cohete y pudimos ,

mediante estas informaciones, hacer un buen diseo para as hacer que tenga un mejor

funcionamiento.

Cohete de Propulsión Por Agua

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