Autor:
Charles Brown
Fecha De Creación:
10 Febrero 2021
Fecha De Actualización:
15 Mayo 2024
Contenido
Los cohetes ilustran la tercera ley de Newton: "Por cada acción, hay una reacción equivalente y opuesta". Se cree que el primer cohete fue una paloma de madera propulsada por vapor inventada por Architas de Tarent en el siglo IV a. C. El vapor fue reemplazado por tubos de pólvora por los chinos y por combustible líquido en los cohetes diseñados por Konstanin Tsiolkovsky y Robert Goddard. Este artículo le enseñará cinco formas de construir su propio cohete, desde la más simple hasta la más compleja. Al final del artículo encontrará una sección adicional que explica algunos de los principios que guían la construcción de estos cohetes.
Pasos
Método 1 de 5: Cohete de vejiga
Ate el extremo de un hilo de coser o pescar a un soporte. Los posibles soportes incluyen respaldos de sillas y manijas de puertas.
Pasa el hilo por una pajita. Estos elementos actuarán como un sistema de dirección para guiar la trayectoria del cohete.- Los kits en miniatura de cohetes suelen tener una pajita unida al cuerpo del cohete. Esta pajita se pasa a través de un pasador de metal en la plataforma de lanzamiento para mantener el cohete recto.
Ata el otro extremo del hilo a otro soporte. Estíralo bien antes de atarlo.
Infle la vejiga y sostenga la punta de la vejiga para evitar fugas de aire. Puede utilizar los dedos, un clip o una pinza para la ropa.
Pega la vejiga a la pajita.
Libera el aire de la vejiga y el cohete viajará de un extremo a otro de la línea.- Puede experimentar con diferentes tipos de vejiga y paja para analizar la forma en que viaja el cohete. También puede cambiar el ángulo de la línea para ver cómo afecta la distancia recorrida.
- Es posible crear un bote de manera similar: corte un cartón de leche por la mitad de largo. Haz un agujero en la base y pasa la punta de la vejiga a través de él. Llena la vejiga y coloca el bote en una bañera antes de soltar el aire para que se mueva.
Método 2 de 5: Cohete de paja
Recorta una tira rectangular de papel. Debe ser tres veces más largo que el ancho: las dimensiones sugeridas son 12 cm por 4 cm.
Envuelva la tira firmemente alrededor de un lápiz o alfiler. Colóquelo cerca de la punta del lápiz, ya que parte de él debe estar más allá del borde.
- Use un lápiz o un alfiler que sea un poco más grueso que una pajita, pero no mucho.
Pega el extremo de la tira para evitar que se desprenda. Pon cinta adhesiva en el largo.
Dobla las sobras para crear una punta o un cono. Pega el pico para que se mantenga en forma.
Retire el lápiz o alfiler.
Vea si hay alguna fuga de aire en la punta del cohete. Intente escuchar los ruidos del aire que se filtran desde el costado o la punta del cohete mientras observa el cruce para ver si hay algún movimiento causado por el golpe. Tape las fugas y vuelva a probar hasta que no haya más.
Agrega alas a la parte abierta del cohete. Como este modelo es estrecho, puede ser más fácil agregar las alas en pares en lugar de colocarlas una por una.
Inserta una pajita en el lado abierto del cohete. Asegúrese de que se extienda más allá del cohete para poder atraparlo con los dedos.
Sopla fuerte a través de la pajita. El cohete volará impulsado por tu aliento.
- Apunte siempre el cohete hacia arriba y nunca apunte a nadie.
- Varíe el modo de construcción del cohete para ver cómo afecta su vuelo. También puede variar la intensidad de la respiración para evaluar cómo cambia la distancia recorrida.
- Un juguete similar a este cohete consiste en un palo con un cono de plástico en un extremo y un paracaídas de plástico en el otro. El paracaídas debe estar doblado sobre la caña, que debe insertarse en un tubo de cartón. Después de soplar el tubo, el cono debe lanzar la caña que, después de alcanzar la altura máxima, caerá abriendo el paracaídas.
Método 3 de 5: Cohete de contenedor de rollo de fotos
Decide la longitud deseada para el cohete. Una buena medida son 15 cm, pero es posible montar el cohete más grande o más pequeño, si se desea.
- Un buen diámetro es de 4 cm, pero esta medida vendrá determinada por el diámetro de la cámara de combustión del cohete.
Consigue un contenedor rodante fotográfico para que sea la cámara de combustión. Busque contenedores en desarrolladores de fotografías y estudios fotográficos que todavía filman en película.
- Busque un recipiente cuya tapa tenga un bloqueo interno en lugar de externo.
- Si no puede encontrar un recipiente, puede usar un frasco de medicina vacío con tapa a presión. Si no encuentra uno de estos también, corte un tapón de corcho que quepa en la boca de la botella.
Monta el cohete. La forma más fácil de hacer esto es envolver una tira de papel alrededor del recipiente, como lo hizo con el lápiz al hacer el cohete de paja. Como el contenedor enrollable lanzará el cohete, pegue los extremos del papel antes de enrollarlo por completo.
- Recuerde apuntar la boca del contenedor hacia afuera al colocarle la estructura del cohete. La boca servirá como boquilla para el cohete.
- En lugar de doblar la punta del cohete fuera del recipiente, creando un cono, puede crear una boquilla separada cortando un círculo de papel, cortando el borde en el centro y doblándolo como un cono. Luego fije el cono con cinta o pegamento.
- Agrega alas. Como este cohete es más ancho que el modelo de papel, corte y fije las alas individualmente. También puede elegir tres alas en lugar de cuatro.
Decide dónde quieres lanzar el cohete. Se recomienda una ubicación abierta, ya que el cohete puede alcanzar una altura considerable después del lanzamiento.
Llene 1/3 del recipiente con agua. Si la fuente de agua no está cerca de la plataforma de lanzamiento, cargue el cohete boca abajo o lleve el agua en una botella para llenar el contenedor en el sitio de lanzamiento.
Rompa una tableta efervescente por la mitad y tírela al agua.
Cubra el contenedor y gire el cohete en el lado derecho de la plataforma de lanzamiento.
Manténgase a una distancia segura. A medida que la tableta se disuelve, libera dióxido de carbono. La presión se acumulará hasta que la tapa del recipiente explote, lanzando el cohete.
- En lugar de agua, puede llenar la mitad del recipiente con vinagre. En lugar de la tableta efervescente, puede usar una cucharadita (o 5 gramos) de bicarbonato de sodio. El vinagre, un ácido (ácido acético), reacciona con el bicarbonato de sodio, una base, para producir agua y dióxido de carbono. Estos artículos son más volátiles que el agua y las tabletas efervescentes, así que aléjese del cohete más rápidamente y tenga cuidado de no exagerar con los ingredientes o podría hacer explotar el recipiente.
Método 4 de 5: Matchstick Rocket
Recorta un pequeño triángulo de papel de aluminio. El triángulo debe ser isósceles, con aproximadamente 2,5 cm en la base y 5 cm desde el centro de la base hasta el ápice.
Toma una cerilla.
Alinea el palillo contra un alfiler. Colóquelos de modo que la punta del alfiler toque la parte más gruesa de la cabeza del palillo.
Envuelva el triángulo de aluminio alrededor de la cabeza del palillo, comenzando por el extremo superior. Enróllelo firmemente, pero tenga cuidado de no mover el pasador. Cuando termine, el triángulo debe extenderse unos 6 mm más allá de la cabeza.
Use sus uñas para presionar la lámina contra la cabeza del fósforo. Esto acercará la tapa a la cabeza y definirá mejor el canal formado por el pasador.
Retire con cuidado el pasador del interior del aluminio. Tenga cuidado de no romper el papel.
Dobla un clip para que sea una plataforma de lanzamiento.
- Dobla el pliegue exterior en un ángulo de 60º. Esto formará la base de la plataforma de lanzamiento.
- Dobla el pliegue interior hacia arriba y hacia abajo para formar un triángulo abierto. Aquí es donde apoyará la cabeza del fósforo.
Coloca la plataforma de lanzamiento donde quieras lanzar el cohete. Se recomienda optar por un lugar al aire libre, ya que este cohete puede recorrer distancias considerables. Evite los lugares muy secos, ya que el palo puede provocar un incendio.
- Limpia el área alrededor del cohete antes de lanzarlo.
Coloque el cohete en la plataforma de lanzamiento con la punta hacia arriba. Debe descansar en un ángulo de 60º. Si el ángulo es más pequeño, ajuste el pliegue del clip.
Lanza el cohete. Encienda un fósforo y coloque su llama debajo de la cabeza del fósforo envuelta en papel de aluminio. El cohete debe lanzarse cuando está encendido.
- Tenga un balde de agua a mano para apagar completamente los cohetes.
- Si un cohete cae sobre ti, deja de moverte, tírate al suelo y rueda hasta que el fuego se apague.
Método 5 de 5: cohete de agua
Prepara una botella de PET de dos litros para que sirva como cámara de presión para el cohete. Dado que este cohete se crea con una botella, en algunos lugares se lo conoce como cohete de botella. Hay un fuego artificial con un nombre similar, pero está prohibido en varios lugares. El cohete que se enseña a continuación no es ilegal.
- Retire la etiqueta del embalaje cortándola por donde no esté pegada. Tenga cuidado de no raspar o perforar la botella para no debilitarla.
- Refuerza la botella con cinta adhesiva fuerte. Las botellas actuales pueden soportar presiones de hasta 7 libras por centímetro cuadrado (o 689,48 kilopascales), pero los lanzamientos repetidos reducirán la cantidad de presión soportada sin que la botella se rompa. Pega varios bucles de cinta alrededor del centro de la botella y hasta la mitad de los extremos.
- Marca los puntos donde quieres fijar las alas con un marcador. Si planea usar cuatro alas, dibuje líneas separadas por 90º. Si quieres usar cinco alas, dibuja líneas separadas por 120º. Envuelva una tira de papel alrededor de la botella y haga las marcas antes de transferirlas a la botella.
Construye las alas. Dado que el cohete de plástico es relativamente duradero, no importa qué tan reforzado esté, necesitará alas duraderas. El cartón firme puede funcionar por un tiempo, pero el plástico que se usa en carpetas y carpetas es una mejor opción.
- Primero necesitarás dibujar las alas y crear un modelo de corte. No importa cómo los dibujes, haz un molde que se pueda doblar por la mitad para reforzarlo y para que toque al menos el punto donde la botella se estrecha.
- Recorta el modelo y utilízalo como guía para cortar el material del ala.
- Dobla las alas y únelas al cuerpo del cohete con cinta.
- Dependiendo del diseño del lanzador, puede ser mejor no crear alas que se extiendan más allá de la boca de la botella / boquilla del cohete.
Crea la punta del cohete y la sección de peso. Necesitará una segunda botella para mascotas de dos litros para esto.
- Corta la base de la botella.
- Coloque un peso en la parte superior de la botella cortada. Utilice un trozo de plastilina o una bola de ligas. Coloque la sección inferior dentro de la sección superior, con la base hacia la boca de la botella. Pégalos en su lugar e insértalos en la base de la botella que sirve como cámara de presión.
- El pico puede estar hecho de cualquier cosa. Puede usar desde una tapa de botella hasta un tubo de PVC o plástico. Después de elegir lo que desea, fíjelo permanentemente a la sección superior de la botella cortada.
Pon a prueba el equilibrio del cohete apoyándolo en tu dedo índice. Debe equilibrarse por encima de la cámara de presión (la base de la primera botella). De lo contrario, retire la sección del peso y ajústela.
- Después de localizar el centro de masa, pese el cohete. Debe pesar alrededor de 200 gy 240 g.
Crea el lanzador / tapón. Hay varios dispositivos que se pueden utilizar para lanzar el cohete de agua. El más simple es una válvula y un tapón que encajan en la boca de la cámara de presión.
- Encuentra un tapón que encaje perfectamente en la boca del frasco. Es posible que deba cortarlo un poco.
- Obtenga un sistema de válvulas como los que se usan en los neumáticos de automóviles y bicicletas. Mide su diámetro.
- Haz un agujero en el centro del tapón con un taladro del mismo diámetro que la válvula.
- Limpie el vástago de la válvula y coloque un trozo de cinta adhesiva sobre la parte dentada y la abertura.
- Enrosque la válvula en el orificio del tapón y séllela en su lugar con un sellador de silicona o uretano. Deje que el sello se seque completamente antes de quitar la cinta.
- Pruebe la válvula para asegurarse de que el aire pase libremente a través de ella.
- Pruebe el corcho colocando una pequeña cantidad de agua en la cámara de presión, colocando el corcho y colocando el cohete en posición vertical. Si encuentra alguna fuga, vuelva a sellar la válvula y pruébela. Después de asegurarse de que no haya fugas, pruebe nuevamente para determinar la presión requerida para quitar el tapón de la botella.
- Para obtener instrucciones sobre cómo construir un sistema de lanzamiento más sofisticado, visite http://www.sciencetoymaker.org/waterRocket/buildWaterRocketLauncher.htm.
Elija un lugar de lanzamiento para el cohete. Al igual que el rollo de película y los cohetes de cerillas, se recomienda un espacio abierto. Como el cohete de agua es más grande que los demás, necesitará un área aún más grande y nivelada.
- Una superficie elevada, como una mesa de picnic, es ideal para situaciones en las que participan niños pequeños.
Lanza el cohete.
- Llene entre 1/3 y 1/2 de la cámara de presión con agua. (Puede agregar un poco de colorante para alimentos para producir un "agotamiento" colorido en el lanzamiento). También es posible lanzar el cohete sin agregar agua a la cámara, pero la presión requerida puede ser diferente y deberá medirse nuevamente.
- Inserte el lanzador / tapón en la boca de la cámara de presión.
- Conecte la manguera de una bomba de bicicleta a la válvula de liberación.
- Pon el cohete en posición vertical.
- Bombea el aire hasta que alcance la presión con la que será expulsado el corcho. Puede haber un ligero retraso antes de que se expulse y se lance el cohete.
Las partes del cohete y como funcionan
1. Utilice el propulsor para levantar el cohete y moverlo por el aire. Un cohete vuela dirigiendo una corriente de escape hacia abajo a través de una o más boquillas. Los motores de cohetes funcionan mezclando el combustible con una fuente de oxígeno (un oxidante), lo que les permite trabajar en el espacio y en la atmósfera terrestre.
- Los primeros cohetes funcionaban con combustibles sólidos. Estos tipos incluyen fuegos artificiales chinos y misiles de guerra, además de los cohetes delgados utilizados por las naves espaciales. La mayoría de estos modelos tienen orificios en el centro para que el combustible y los oxidantes se unan y se enciendan. Los motores utilizados en los cohetes en miniatura utilizan propulsores de combustible sólido junto con varias cargas para liberar el paracaídas después de que se agota el combustible.
- Los cohetes que usan combustibles líquidos tienen tanques presurizados separados con combustibles como gasolina o hidracina y oxígeno líquido. Estos materiales se bombean a una cámara de combustión en la base del cohete; el escape luego se libera a través de una boquilla cónica. Los principales propulsores de los cohetes espaciales eran cohetes de combustible líquido sostenidos por un tanque de combustible externo cargado debajo del transbordador en el momento del lanzamiento. Los cohetes Saturno V de la misión Apolo también eran combustible líquido.
- Muchas naves usan cohetes para cambiar de dirección en el espacio. Estos cohetes se denominan propulsores de maniobra. El módulo de servicio adjunto al módulo de comando de la nave espacial Apollo y las mochilas utilizadas por los astronautas también tenían estos propulsores.
2. Corte la resistencia del aire con la boquilla cónica. El aire tiene masa, y cuanto más denso es, más contiene objetos que intentan moverse. Los cohetes deben simplificarse (con formas alargadas y elípticas) para minimizar el rozamiento que se encuentra al navegar por el aire, lo que provoca que tengan picos puntiagudos.
- Los cohetes que transportan cargas (astronautas, satélites o ojivas) normalmente las llevan cerca del pico. El módulo de comando Apolo, por ejemplo, se redujo.
- La boquilla cónica también lleva sistemas de guía de cohetes para evitar que se desvíen de su curso. Estos sistemas pueden incluir computadoras a bordo, sensores, radares y radios para proporcionar información y controlar la ruta de vuelo. (Los cohetes Goddard utilizan un sistema de control giroscópico).
3. Equilibre el cohete alrededor de su centro de masa. El peso general del cohete debe equilibrarse alrededor de un punto que garantice el vuelo sin caídas. Este punto puede denominarse punto de equilibrio, centro de masa o centro de gravedad.
- El centro de masa varía de un cohete a otro, pero en general, está en algún lugar por encima de la cámara de presión o de combustible.
- Si bien la carga ayuda a levantar el centro de masa por encima de la cámara de presión, una carga demasiado pesada hará que el peso del cohete se concentre en la parte superior, lo que hará más difícil mantenerlo mirando hacia arriba antes del lanzamiento. Por este motivo, se incorporaron circuitos integrados en las computadoras de los barcos para reducir su peso (esta tecnología llevó al uso de chips en calculadoras, relojes de pulsera, computadoras personales y, más recientemente, tabletas y teléfonos inteligentes).
4. Estabilice el vuelo con alas. Las alas aseguran que el vuelo del cohete sea recto, creando resistencia del aire contra los cambios de dirección. Algunas alas están diseñadas para extenderse más allá de la boquilla del cohete y mantenerla en posición vertical antes del lanzamiento.
- En el siglo XIX, el británico William Hale ideó otra forma de utilizar las alas para estabilizar el vuelo. Creó puertos de escape junto a alas en forma de paletas que presionan los gases y hacen girar el cohete para evitar que se desvíe de su curso. Este proceso se llama estabilización de espín.
Consejos
- Si te diviertes haciendo cualquiera de los cohetes anteriores, pero quieres un desafío mayor, aventúrate en el pasatiempo de ensamblar cohetes en miniatura. Estos cohetes se venden desde finales de la década de 1950 en kits de montaje y se pueden lanzar con motores de pólvora hasta alturas de 500 metros.
- Si es difícil lanzar un cohete verticalmente, móntelo sobre orugas para lanzarlo horizontalmente (en esencia, el cohete de vejiga es un cohete sobre orugas). Puede colocar el contenedor de la película fotográfica en un carrito de juguete y el cohete en una patineta. Aún será necesario encontrar un área abierta con suficiente espacio.
Advertencias
- Se recomienda la supervisión de un adulto cuando se trata de cohetes lanzados por algo más fuerte que el aliento humano.
- Siempre use protección para los ojos cuando lance cohetes voladores (cualquier cohete que no sea un cohete de vejiga). Para cohetes más grandes, como el agua, también se recomienda un casco.
- Nunca apuntes el cohete a nadie más.
Materiales necesarios
- Gafas (para cohetes voladores)
- Casco (para cohetes grandes)
Para el cohete de la vejiga:
- Vejiga
- Sedal de coser o pescar (3 a 5 m)
- Paja
- Clip de papel o pinza para la ropa
- Cinta adhesiva
- Lugares para atar los extremos del hilo
Para el cohete de paja:
- Paja
- Hoja de cartón
- tijeras
- Lápiz
- Cinta adhesiva
Para el cohete contenedor de película fotográfica:
- Hoja de cartón
- Envase de película fotográfica de 35 mm o frasco de medicina (con tapa insertable)
- tijeras
- Cinta adhesiva
- Agua
- Tableta o tableta efervescente
- Vinagre (en lugar de agua)
- Bicarbonato de sodio (en lugar de la tableta)
- Lápiz
- pegamento
- Toallas de papel
Para el cohete de fósforo:
- Caja de fósforos
- Papel aluminio
- tijeras
- Alicates (opcional)
- Alfiler
- Clip de papel
Para el cohete de agua:
- Dos botellas PET de dos litros
- Resaltador
- Carpetas de plastico
- Cinta adhesiva
- Tapón de plástico o corcho
- Vástago de válvula (para cámaras de aire de neumáticos de automóviles o bicicletas)
- Taladro con taladro de tamaño de vástago de válvula
- Sello
- Bomba de inflado de neumáticos con manómetro
