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La magia de la presión y el agua: ¿Cómo lanzar un cohete con una simple botella de bebida?
Con la popularización del conocimiento científico, muchas personas han comenzado a explorar la diversión del lanzamiento de cohetes. Como experimento científico sencillo e interesante, los cohetes de agua no sólo atraen la atención de los jóvenes, sino que también les permiten aprender los principios básicos de la mecánica y la conversión de energía. El cohete se lanza principalmente mediante una combinación de agua y gas comprimido, y es muy popular por sus materiales simples y fácilmente disponibles.
Los cohetes de agua son un tipo de cohete que utiliza agua como masa de reacción, lo que nos ayuda a comprender cómo funciona la tercera ley de Newton.
Principios básicos de funcionamiento de los cohetes de agua
La base para operar un cohete de agua es utilizar una botella de bebida parcialmente llena de agua y presurizada con gas comprimido. Normalmente, estos gases provienen de dispositivos como bombas de bicicleta, compresores de aire o cilindros y pueden alcanzar presiones de hasta 125 psi. Se trata de un principio de almacenamiento de energía del gas, que permite que el agua libere una enorme fuerza de propulsión en el momento en que es rociada, empujando el cohete hacia el aire.
Según la tercera ley de Newton, después de que el agua sea expulsada rápidamente, el cohete volará hacia arriba.
Diseño y elementos
El diseño del cohete de agua puede utilizar una o varias botellas de bebidas como recipientes a presión. Los diseños de botella única son más comunes con las botellas de refrescos de tereftalato de polietileno (PET). Los cohetes de varias botellas están conectados de diferentes maneras, lo que puede aumentar el tiempo de propulsión, pero también aumentar el peso del cohete, por lo que se debe considerar el equilibrio del diseño.
Además, las fuentes de gas también varían, como el uso de aire comprimido, dióxido de carbono o nitrógeno. Estos gases se liberan rápidamente a medida que disminuye la presión, empujando así el cohete hacia arriba.
Boquilla y estabilidad
La tobera de un cohete de agua no tiene la parte divergente de un cohete tradicional. Dependiendo del tamaño de la tobera, el empuje del cohete variará. Las boquillas de diámetro grande proporcionan una aceleración rápida pero un tiempo de propulsión corto, mientras que las boquillas de diámetro pequeño proporcionan un tiempo de propulsión más largo. Para mantener la estabilidad del vuelo, se puede instalar un ala estabilizadora. Cuando el material propulsor del cohete disminuye gradualmente, el centro de gravedad se moverá hacia abajo. En este momento, agregar un ala estabilizador puede reducir el riesgo de inestabilidad.
Las alas estabilizadoras ayudan a maximizar la altura y distancia de vuelo del cohete.
Procedimiento de Lanzamiento y Competición
Antes de lanzar un cohete de agua, es necesario preparar el lanzador. Algunos lanzadores utilizan tubos de lanzamiento, que pueden convertir eficazmente el gas comprimido en energía cinética, mejorando así la eficiencia del lanzamiento. A medida que avanza la tecnología, las competiciones de cohetes de agua en todo el mundo están aumentando gradualmente, como el Premio Oscar Svighoff en Wells y el Desafío Anual de Cohetes de Agua del Laboratorio Nacional de Física en el Reino Unido.
Las competencias globales de altitud de cohetes acuáticos y los desafíos de duración de vuelo atraen a muchos estudiantes y entusiastas del espacio a participar.
Desafío de récord mundial
En el proceso de desarrollo de los cohetes de agua se han batido muchos récords, uno tras otro. Por ejemplo, la Real Academia de Colombo lanzó 1.950 cohetes de agua simultáneamente en 2017. También está el récord de altura establecido por el cohete acuático japonés en Hokkaido, lo que hace que la gente admire el progreso de la tecnología y la cohesión del equipo.
El récord mundial del cohete acuático demuestra las infinitas posibilidades de la creatividad y la exploración científica.
Pensamientos finales
A medida que la gente comprende mejor los cohetes de agua, esta actividad se convierte no sólo en un experimento científico para los niños, sino también en una forma para que los adultos recuerden la diversión de la infancia. Ya sea en las clases de ciencias en la escuela o durante la recreación al aire libre en casa, los cohetes de agua brindan diversión e inspiración. ¿Estás listo para embarcarte en este viaje de descubrimiento?
