Cohetes a reacción y paracaídas

Introducción

En esta actividad vamos a intentar estudiar de forma práctica y divertida la tercera ley de Newton y el efecto del rozamiento sobre un objeto en caída libre. Para ello, construiremos nuestros propios cohetes impulsados a reacción y unos paracaídas que permitan frenar la velocidad de descenso.

• La tercera ley de Newton establece que en ausencia de fuerzas externas, el producto de la masa de un objeto por su velocidad (cantidad de movimiento) permanecerá constante. Por tanto, si no cambia la masa, la velocidad será siempre la misma. Y si la masa se divide en varias partes, y cada una comienza a moverse a una velocidad distinta, la suma total de los productos de las masas de cada parte por sus velocidades seguirá siendo constante e igual a la cantidad de movimiento inicial.
• La resistencia (aerodinámica) es una fuerza con la misma dirección que el movimiento de un objeto que se mueve por el aire, pero de sentido opuesto a este. Por tanto, esta fuerza frena el movimiento. Esta resistencia dependerá de la velocidad del cuerpo, de su forma (y de su superficie) y de la densidad del aire.

Para comprobar la tercera ley de Newton hemos construido unos cohetes a partir de botellas de agua. Estas botellas estarán parcialmente llenas de agua, líquido que representará la mayor parte del conjunto. El resto de la botella contendrá aire comprimido. Cuando se libere el tapón, el aire empujará al agua hacia afuera a una determinada velocidad (mucha masa de agua se expulsará hacia afuera a una velocidad, y por tanto el resto de la botella se impulsará con una velocidad de sentido opuesto hacia arriba).

Alumnado implicado

Han sido varios los alumnos que han trabajado en esta experiencia. Por una parte, alumnos de 3º de ESO de Jose Luís Plaza Sanz que han diseñado sus propios cohetes y realizado el lanzamiento de los mismos sin ningún tipo de paracaídas. Por otro lado, antiguos alumnos de PMAR que han diseñado paracaídas y los han probado en otros cohetes.

Construcción de paracaídas

A partir de bolsas de basura, hilo dental y cinta adhesiva, se han construido distintos paracaídas de distintos tamaños. Básicamente, doblando una bolsa de basura varias veces sobre un mismo punto, y con un pequeño corte posterior, creaban una estructura similar a la de un círculo sobre la que luego pegaban trocitos de hilo dental. El resultado: paracaídas bastante eficientes.

Probando los paracaídas

Una de las partes más divertidas de esta actividad es la prueba de los paracaídas, sobre todo si ese día hay viento. Aquí se muestran algunos de los vídeos del momento.

Lanzando cohetes

Otro momento divertido fue cuando los alumnos de 3ºESO lanzaron los cohetes realizados en sus propias casas con botellas. Una buena práctica para la ola de calor, ya que permitía que se refrescasen con el agua procedente de la propulsión. Desafortunadamente algunos cohetes se colaron en el tejado del gimnasio, algo de lo que no tenemos culpa (¿a quién se le ocurriría construir un gimnasio delante de la plataforma de lanzamiento de cohetes?).

Cohetes con paracaídas

Finalmente se probó el lanzamiento de cohetes con paracaídas. No fueron lanzamientos demasiado potentes. Se ve que el propio paracaídas, incluso antes de su apertura, frenaba demasiado el avance del cohete en su trayectoria ascendente. Si bien es cierto que por culpa de este pequeño detalle los lanzamientos no fueron tan vistosos, también es cierto que pudimos aprender algo relativo a la resistencia aerodinámica de los cuerpos. Y de paso, hicimos algunas canastas con algunos de los "artefactos voladores".

 

Autores: 

    Pablo Díaz Márquez

    Jose Luis Plaza Sanz