Experiências com um foguete movido a água

Há algum tempo, participei de umas experiências de física valendo nota na escola.

Então no final era feito um relatório, mostrando os aspectos construtivos, os ensaios, os dados das medições, os resultados obtidos e a comparação com os dados teóricos obtidos pelos cálculos, que também eram apresentados.

Vou falar aqui da experiência que fizemos para fixar a matéria de cinemática.

O projeto era um foguete cujo corpo era feito de garrafa PET de 2 litros, as aletas de ondulado plástico ( Polionda ) tipo usado em pastas para arquivo. O nariz era um pedaço de cima de outra garrafa PET, sobreposto ao fundo da primeira.

Nele fizemos um enchimento com fita de borracha(fita de alta tensão/auto fusão). Esses acabamentos acabavam deixando-o mais pesado.

A garrafa PET vazia é bem leve, mas com essas coisas acabou ficando com umas 250gr.

Só se pode encher a garrafa até a metade para que funcione bem. A base de lançamento, as travas, gatilho,etc, podem ser captada nos sites da internet que falam sobre o assunto, onde se encontra o projeto construtivo completo.

A garrafa com água é pressurizada com uma bomba, tipo dessas de encher pneu de carro, daquelas com um pedal e um manômetro.

A garrafa PET agüenta até 100 libras, mas só colocamos 30, por segurança.

Na saída da mangueira para o bocal de encaixe do bico da garrafa, que lógico fica pra baixo, foi adaptado um pisto, tipo daqueles de bicicleta.

Na construção da base também são usadas algumas peças de cano PVC, tipo luvas, curvas, pedaços de cano, etc, vide projeto.

Como a brincadeira tem fins escolares, é necessário pesar, cronometrar, medir, calcular e comparar resultados.

Assim além da bomba será preciso também um cronômetro, tipo esportivo e uma trena de 25m. A balança você pode usar a da farmácia, lavanderia ou cozinha.

Após os primeiro testes você já deve ter noção da quantidade de pressão que é suficiente para atingir uma determinada distância, mas não se esqueça da falta de precisão do manômetro, da nossa agilidade ao acionar o cronômetro e que nós avaliamos sempre mal as distancias. Se você medir 150m e perguntar a cada um quanto dá, cada um vai achar que deu uma medida ou seja a distancia que avaliamos depende do achômetro de cada um.
Cuidado com os acidentes, que podem ir de simples banhos e pequenos ferimentos, até acertar uma rede elétrica, a janela ou o telhado de alguem ou mesmo uma pessoa.

No nosso caso ao calcular a pressão e avaliar a distancia que atingiria num lançamento a 45º, por pouco o foguete não entra por uma janela de um escritório vizinho, a sorte é que tinha um muro alto que serviu de anteparo, mas mesmo assim se pegasse alguns centímetros mais alto, os ocupantes receberiam um míssil pela janela, o que seria muito difícil pra nós explicar depois.

As fórmulas para calcular são aquelas da cinemática. No caso de lançamento na vertical, cronometra-se o tempo do lançamento até retornar ao chão e divide-se por 2. Parte-se do princípio de que o tempo de ida é igual ao tempo de volta e que a velocidade quando chega ao chão é igual a de lançamento.

Toma-se por base o ponto onde a velocidade é zero, de altura máxima(chave para a solução do problema).

Aplica-se nas formulas e calcula-se a velocidade no lançamento que é igual a quando bate no chão. Depois calcula-se a altura, pois h = 1/2.g.t².

No caso do lançamento a 45 graus, existem duas equações decompondo o movimento entre vertical e horizontal.

Considera-se que no final a aceleração é igual a gravidade, A=g, Entra-se nos cálculos, com essa aceleração, o ângulo e a massa, calcula-se o tempo e baseado na velocidade inicial, estimada no lançamento vertical, calcula a distancia atingida. Depois pega a trena e confere para comparar o alcance real com o calculado.

Se você não concordou com as afirmações da física, acima, você tem 3 opções:

- Reclamar com Newton e Galileu que inventaram essas coisas,

- Encontrar um professor de física competente e paciente para mostrar como se chega ás afirmações.

- Fazer como os caçadores de mitos Adams e James, caso você tenha cacife pra isso e arranjar um acelerômetro, dispositivos de disparo, cronômetros disparados automaticamente com os eventos, fotografias estroboscópicas, câmeras lentas para análise, etc, etc e toda aquela parafernália, tudo conectado a um computador. No nosso caso usamos a bomba, cronômetro, etc tudo do camelô mesmo.
Os cálculos estão abaixo:

Atualização: Para os problemas de cinemática com lançamento de projéteis, favor consultar o link : http://www.fisica.net/problemasresolvidos/cinematica/lancamento_de_projeteis_2.php

Abraços e espero que tenham gostado !

Leiam sobre mais experiências com garrafa pet, em :
http://www.gustavoroberto.blog.br/2007/08/27/reciclagem-de-garrafa-pet-irrigador/