Pesquisa sobre foguetes a água
A humanidade sempre olhou para as estrelas. Ao longo do
tempo, as pessoas sonharam em viajar para os pontos de luz distantes em nosso
céu noturno. É apenas na segunda metade do século XX, no entanto, que os
humanos realmente deixaram a Terra e pisaram na Lua ou enviaram espaçonaves
robóticas por todo o sistema solar.
O veículo que tornou essa viagem possível é o foguete. Os
foguetes de hoje são coleções notáveis de engenhosidade humana que têm suas
raízes na ciência e tecnologia do passado. Eles são resultados naturais de
literalmente milhares de anos de experimentação e pesquisa sobre foguetes e
propulsão de foguetes.
Como construir?
Modelos de foguetes voadores são uma maneira relativamente
segura e barata para os alunos aprenderem os fundamentos das forças e a
resposta de um veículo a forças externas. Um modelo de foguete está sujeito a
quatro forças em voo; peso, empuxo e as forças aerodinâmicas , sustentação e
arrasto . Existem muitos tipos diferentes de foguetes modelo. Um dos primeiros
e mais simples tipo de foguete que um aluno encontra é a garrafa, ou foguete de
água . O sistema de foguete de água consiste em duas partes principais, o
lançador e o foguete.
Na figura mostramos um lançador genérico , embora os
lançadores venham em uma grande variedade de formas e tamanhos. O lançador tem
uma base para apoiar o foguete durante o lançamento. Um tubo de lançamento oco
é montado perpendicularmente à base e é inserido na base do foguete antes do
lançamento. O tubo de lançamento é conectado a uma bomba de ar por uma linha de
alimentação oca . A bomba é usada para pressurizar o interior do tubo do corpo
para fornecer impulso ao foguete. Anexamos um medidor de pressão à linha de
alimentação para exibir a mudança na pressão no sistema. Esta parte do sistema
é muito semelhante ao foguete de ar comprimido simples.
A outra parte do sistema de foguete de água é o próprio
foguete . Normalmente, o foguete é feito de uma garrafa de refrigerante de 2
litros. Antes do lançamento, a garrafa é enchida com uma certa quantidade de
água, que funciona como o "propulsor" para o lançamento. Como a água
é cerca de 100 vezes mais pesada que o ar, a água expelida produz mais impulso
do que o ar comprimido sozinho. A base da garrafa é apenas um pouco maior que o
tubo de lançamento. Quando o foguete é colocado no tubo de lançamento, o tubo
do corpo torna-se um vaso de pressão fechado. A pressão dentro do tubo do corpo
é igual à pressão produzida pela bomba de ar. As barbatanas são presas à parte
inferior do tubo do corpo para fornecer estabilidade durante o voo.
O vôo de um foguete de água é semelhante ao vôo
de um foguete de ar comprimido com uma exceção importante. A massa do foguete
de garrafa varia durante o voo devido à exaustão da pluma de água. Existem
equações que foram desenvolvidas para foguetes em escala real que explicam essa
perda de massa. Você pode estudar o vôo de um foguete de garrafa usando o simulador de vôo RocketModeler III (https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/rocket/rktsim.html
).
Seguem-se imagens
das informações da construção de um foguete à água retirados do link → https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/rockets-educator-guide-20-water-rocket-launcher.pdf e divulgados pela NASA. (Observação:
utilizamos o Google tradutor para traduzir as páginas)
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