Fundamentação Teórica do Lançamento do Foguete

 Foguetes a água são modelos caseiros que usam uma combinação de água e pressão para obter um lançamento. Uma garrafa PET (Como as de refrigerante) é enchida com água a um terço, então essa é invertida no suporte de pressão. Usa-se um compressor de ar, que quando estiver comprimido ao máximo a garrafa é liberada pelo sistema de soltura; o ar comprimido irá empurrar a água para baixo fazendo, assim, a garrafa subir.

Figura 1

Objetivos

Entender os conceitos que atuam em um foguete, como a 3a° Lei de Newton (ação e reação) e conservação de energia.

Figura 2

Metodologia

O processo é simples, a água é introduzida na garrafa antes de transportá-la para a base, logo após inicia-se a pressurização e quando a pressão for a desejada libera-se a trava de segurança, permitindo que o foguete tenha a mobilidade para se deslocar. Como o ar comprimido da garrafa tende a igualar-se a pressão atmosférica, este empurra a água pela boca da mesma, movimentando-a em sentido oposto. Esse fenômeno corresponde à Terceira Lei de Newton (ação e reação) que: "A toda ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas de dois corpos sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas.".

Figura 3

Figura 4

Resultados e discussões

Utilizando-se de conceitos de cinemática escalar desenvolvidos em Física durante o 1° semestre do curso, foram feitos cálculos para determinar a altura atingida e assim melhorar o desempenho do projeto. Alguns resultados, embora justificados com equações e hipóteses simplificadas, não condizem corretamente com a realidade. A medida que o foguete sobe, ele perde água e pressão, tem atrito com o ar, entre outros fatores, para calcular esse movimento conseguir a otimização da equação, precisa-se utilizar do cálculo aplicado na física e de algumas considerações, tornando o trabalho bastante complexo.

Velocidade vertical em função do tempo:

Figura 5

Posição vertical em função do tempo:

Figura 6