Como fazer um foguete de garrafa de água. Idéias para projetos científicos

Você precisa obter a Física da pressão do ar e da água corretamente se quiser que este experimento seja um sucesso. Mais explicações sobre isso, mais tarde. Primeiro, vamos esclarecer os fatos. Um foguete de garrafa de água é um tipo de foguete modelo que usa água como massa de reação. A água é expelida por ar comprimido ou pressurizado. Eles podem ser usados ​​em Olimpíadas de Ciências. A construção é bastante fácil e as crianças podem fazer isso no laboratório.

Como construir um foguete de garrafa de água

Objetivo / Propósito

Fazendo seu próprio foguete de garrafa de água.

Hipótese

O foguete de garrafa movido a água voa bombeando no ar.

Materiais

Garrafa de plástico vazia (uma garrafa de refrigerante de 2 litros seria suficiente) Pedaço de papelão feito em um cone e 4 barbatanasBomba com um adaptador de agulha WaterCork

Instruções passo a passo

Passe o adaptador da agulha através da rolha de forma que penetre completamente. Você pode ter que aparar a rolha para isso. Prenda o cone na base da garrafa e as aletas nas laterais. Encha a garrafa um quarto com água e insira bem a rolha para fechá-la. Para lançar, pegue a garrafa ao ar livre e conecte a bomba ao adaptador de agulha. A garrafa deve ser colocada invertida nas aletas. Bombeie ar na garrafa e observe o foguete decolar com força.

Não fique muito perto do foguete, pois a água seria esguichada em todas as direções possíveis. A conclusão ou resultado seria que o foguete da garrafa d'água poderia voar. Prepare uma planilha de dados organizada com as medidas, cálculos, se houver, e apresente o relatório do laboratório se você fizer a atividade simples na escola como uma tarefa de laboratório. Você pode observar a trajetória do sistema para um lançamento vertical e lançamento em um ângulo no relatório. Uma introdução adequada, teoria, método de design, matemática e esboço são indispensáveis ​​para o relatório técnico.

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Projetos de foguetes para garrafas de água

As várias partes de um foguete, especialmente o cone do nariz, o bico e as aletas, precisam de um projeto cuidadoso para uma graça aerodinâmica. Você obterá mais idéias com os diagramas abaixo.

Barbatanas de foguete de garrafa de água

As barbatanas devem ser firmes e não moles. Papelão e placa de isopor são bons materiais. A fita adesiva pode prendê-los firmemente ao corpo do foguete. Os melhores projetos de foguetes que voam longas distâncias e têm tempos de suspensão maiores (o tempo em que ficam suspensos no ar) são aqueles com aletas longas e estreitas. Eles dão direção e orientação ao seu ofício. Para estabilidade e segurança, o número mínimo deve ser 3. Aqui estão alguns planos de projeto de aletas.

Desenhos de cone de nariz

Pontas

É importante manter um peso ideal. Foguetes maiores ou com grande volume devem ser construídos mais leves, enquanto os menores mais leves devem receber algum peso extra para voar mais alto. Para aumentar a estabilidade, você pode adicionar mais massa perto do cone do foguete para que o centro da massa é deslocado em direção à extremidade do cone do nariz. O centro de pressão deve estar localizado abaixo do centro de gravidade para estabilidade. Para calcular a altura atingida por seu foguete caseiro, prenda um longo pedaço de linha de costura na cauda do foguete. O fio deve ser colocado no chão para que o foguete o conduza à medida que ganha altitude. Marque o fio antes de começar a descer e meça a altura. Instale um bom sistema de recuperação. Seria melhor ter asas ou barbatanas grandes perto do centro de gravidade. Ele permite que o foguete deslize até a Terra evitando graves danos às suas partes.

Como funciona?

O experimento é baseado na 3ª lei de Newton, que afirma que toda ação tem uma reação igual e oposta. Quando o ar é bombeado para dentro da garrafa, a pressão do ar aumenta e isso aumenta a pressão da água, forçando-a a sair para baixo. Se essa força for denominada ação, então a água deve exercer uma reação igual e oposta na direção para cima. É essa reação que força a garrafa de água a subir como um foguete. Observe que o peso do foguete muda constantemente durante o vôo. Ele cai de volta para a terra devido à gravidade. A lei de conservação do momentum se mantém, visto que o momentum ascendente do foguete é igual, mas oposto ao momentum da água que escapa.

Equação para Foguete de Garrafa de Água

Abaixo está uma equação que conecta todas as variáveis ​​e constantes do sistema.

m du / dt = Fthrust - Fdrag - mg

Onde

m é a massa instantânea do foguete (kg)

u é a velocidade ascendente (m / s)

Fthrust é o empuxo devido à água expelida (N)

Fdrag é a força de arrasto do ar circundante (N)

g é a aceleração da gravidade (9,81 m / s2)

t é o (s) tempo (s)

Os foguetes fornecem educação e entretenimento puros a um custo baixo. Eles estão na moda há muitos anos para ensinar os princípios da aeronáutica. Crianças interessadas em estudar engenharia adorariam construir este projeto. Você está livre para investigar mais, fazer pesquisas e reunir informações básicas sobre o mecanismo DIY.