Tudo oque você precisa saber!!
Sumario
Como organizamos o nosso trabalho
Contexto histórico dos foguetes
Quais grandezas é preciso considerar quando for construir o foguete?
Foguete
4.1 Tipos de foguete
4.2 Materiais do nosso foguete
4.3 Montagem
Base
5.1 Materiais e montagem
Paraquedas
6.1 Tipos de paraquedas
6.2 tamanho do paraquedas
6.3 Materiais e Montagem
De onde vieram os primeiros foguetes
Os foguetes são dispositivos que utilizam a propulsão para se moverem no espaço. A história dos foguetes remonta ao século XIII, quando os chineses criaram os primeiros fogos de artifício, que eram basicamente foguetes primitivos.
No século XVII, o matemático britânico Sir Isaac Newton formulou as leis do movimento e da gravitação universal, que seriam fundamentais para o desenvolvimento da tecnologia de foguetes. Em 1926, o americano Robert Goddard lançou o primeiro foguete movido a combustível líquido, o que permitiu o controle do movimento do foguete.
Durante a Segunda Guerra Mundial, os foguetes foram amplamente utilizados como armas pelos alemães, que desenvolveram o foguete V-2, capaz de atingir alvos a uma distância de 320 km.
Após a guerra, a tecnologia de foguetes foi desenvolvida em vários países, incluindo os Estados Unidos e a União Soviética, que competiram intensamente na corrida espacial durante a Guerra Fria.
Em 1961, o cosmonauta soviético Yuri Gagarin se tornou o primeiro humano a viajar para o espaço, a bordo da nave Vostok 1. Em 1969, os astronautas americanos Neil Armstrong e Edwin "Buzz" Aldrin se tornaram os primeiros humanos a caminhar na Lua, na missão Apollo 11.
Desde então, a tecnologia de foguetes tem sido amplamente utilizada para a exploração do espaço e para colocar satélites em órbita ao redor da Terra. Os foguetes modernos são capazes de transportar cargas muito maiores e mais longe do que os primeiros modelos, e a exploração do espaço continua a evoluir e inspirar novas descobertas científicas.
Ao construir um foguete, várias grandezas devem ser levadas em consideração, sendo elas:
Massa : a massa total do foguete é importante para determinar a quantidade de impulso necessária para movimentá-lo. Quanto maior a massa de um objeto, maior é sua resistência à inércia e maior tende a ser sua distorção do espaço
Pressão : A pressão da agua é o que impulsiona o foguete para o ar. A pressão pode ser controlada pela quantidade de agua e pela quantidade de ar dentro do foguete
Volume : O volume interno do foguete deve ser grande o suficiente para conter a quantidade de água nescessaria para gerar e ocorrer o impulso
Peso: O volume interno do foguete deve ser grande o suficiente para conter a quantidade de água nescessária para gerar e ocorrer o impulso
Aerodinâmica: O formato do foguete deve ser aerodinamicamente eficiente para minimizar a resistência do ar e maximizar a altitude alcançada
Estabilidade: O foguete deve ser construído de forma a garantir que seja estável em voo sem girar ou desviar da trajetoria
Propulsão: A forma como a agua é liberada do foguete deve ser cuidadosamente planejada para garantir que a propulsão seja o suficiente para levantar o foguete
Foguetes de pressão: Esses foguetes usam a pressão da água para criar uma força de empuxo. Eles têm uma câmara de pressão que é preenchida com água e ar comprimido. Quando a válvula de liberação é aberta, a água é forçada para fora da câmara de pressão, criando um jato de água que empurra o foguete para cima.
Esse modelo em questao sera feito por nós Alunos!!
Foguetes de reação : Esses foguetes usam a lei de ação e reação de Newton para gerar propulsão. Eles têm uma câmara de combustão que queima uma mistura de água e ar comprimido, criando um jato de vapor que sai do bico do foguete e empurra o foguete para cima.
Além dos dois tipos mais comuns que mencionei anteriormente, temos:
Foguetes de aceleração: Esses foguetes usam um mecanismo de liberação rápida para acelerar a água para fora do foguete, criando um jato de água de alta velocidade que impulsiona o foguete para cima.
Foguetes de voo planado : Esses foguetes são projetados para planar no ar após alcançarem sua altitude máxima. Eles têm asas ou um formato aerodinâmico que lhes permite planar no ar enquanto caem de volta para a Terra.
Foguetes de múltiplos estágios : Esses foguetes usam mais de uma câmara de pressão ou de combustão em sequência para criar uma propulsão contínua em diferentes estágios de seu voo. Isso permite que o foguete atinja altitudes mais elevadas.
Foguetes de precisão : Esses foguetes são projetados para atingir um alvo específico, como um cesto ou uma bandeira. Eles geralmente têm um sistema de controle de direção, como um leme, que permite que o foguete seja guiado para o alvo.
Esses são apenas alguns exemplos de tipos de foguetes de água, e há muitas variações e combinações possíveis.
2. Materiais utilizados no foguete
- 2 garrafas de 500 ml;
- Fita de empacotamento;
- Fita durex;
- Pasta plástica de documentos;
- 1 bexiga;
- 1 plástico resistente;
- Tesoura;
- Tinta em spray da cor preta.
Primeiramente tiramos os lacres das garrafas, e cortamos 1 delas desta maneira, com 3 partes.
Pegando a parte da boca da garrafa, da mesma que cortamos, colocaremos uma bexiga, deste modo como aparece na imagem. Logo apos é nescessario encher a bexiga com um pouco de agua e encaixar a tampa no seu devido lugar novamente.
No final ficará, a bexiga com um pouco de água e a tampinha prendendo para que a bexiga não saia.
No fundo da outra garrafa que não foi cortada, colocaremos a ponta da garrafa cortada, tudo será preso com fita adesiva.
O meio da garrafa que foi cortada no início, servira de base, colocada na boca da garrafa que NÃO está com bexiga!! Este lado ficara encaixado a mangueira, ou seja ficará na base.
Com a pasta plastica cortaremos as "Asas" do foguete conforme mostrado na imagem!!
Para facilitar a colagem no começo da asa como visto na imagem foi cortado em quadrados que ficaram em contato com a garrafa.
Vai ficar deste jeito!!
Por fim recortamos um semi circulo, formando um cone pontudo, para ser colocado na outra ponta da garrafa, essa ideia é necessária para melhorar a aerodinâmica do foguete!!
Sintetizando, a base do foguete é de suma importância para seu funcionamento adequado, dado que na base será o que fará a garrafa pet ser lançada. Os possíveis materiais utilizados são:
OBS: O grupo também utilizará um tijolo abaixo de todos os componentes da base e dois elásticos de dinheiro para travar toda a plataforma ao tijolo, isso servirá para fornecer peso ao sistema, fixando-o ao chão e diminuindo a possibilidade de movimentos indesejados.
Cano p.v.c em formato de “T”: servirá para conectar a mangueira vinda da bomba de bicicleta ao interior da garrafa, esse mecanismo é fundamental, já que ele irá direcionar adequadamente o lançamento do foguete em direção vertical. Ele, junto a uma fita isolante, suportará cerca de seis abraçadeiras em seu diâmetro, que posteriormente, travarão a garrafa pet para o lançamento, direcionando-a.
Plataforma: A plataforma pode ser feita com um pedaço de madeira ou de outro material, ou com canos p.v.c em formato de U. O mais recomendado seria utilizar uma base de madeira, já que possui desempenho semelhante ao cano, é mais barato e mais prático. Esse componente ficará sob o cano p.v.c em formato de T.
Parafusos: usados para fixar o cano T na plataforma, assim dando mais estabilidade e fixação ao sistema.
Mangueira: a mangueira transmitirá a água de um componente a outro, nesse caso, da bomba ao foguete, e a mesma deverá ter no mínimo 3m. Ao sair do cano e entrar na garrafa, haverá uma rolha que ficará entre a mangueira e a boca do foguete, ela será furada com o diâmetro apropriado, para que impeça a possível saída de água e para que forneça uma pressão interior maior ao experimento. Geralmente, é utilizada uma mangueira de encher pneu de carro, que é feita de uma material mais resistente e que dificilmente terá rachaduras.
Bomba de bicicleta e válvula: a bomba será encarregada de fornecer a pressão necessária ara o lançamento. Já a válvula, ficará próxima a bomba pois por questões de segurança, caso haja algum problema, ela barrará o ar possibilitando a aproximação ao foguete.
Os paraquedas redondos : Estes na grande maioria sao utilizados para fins militares. Seu primeiro uso foi durante a segunda guerra mundial.
Apesar de bem comum, e muito bonito, ele é de grande desvantagem para o paraquedista ja que nao é possivel manobrados impossibilitado o melhor local para pouso.
são mais que um meio de transporte vertical, são autênticas asas de voo, completamente dirigíveis pelos paraquedistas.
Quando este paraquedas se encontra aberto, os gomos enchem-se de ar e possibilitam a elaboração de um movimento horizontal que faz com que o paraquedista possa escolher com certa liberdade o local do pouso, situação contraria a do citado anteriormente, através da condução dos batoques.
Utilizado em algumas competições, como para ver quem é o mais certeiro e regular.
6.2 Sobre o Tamanho do paraquedas
Primeiramente quando fomos planejar o tamanho do nosso paraquedas, buscamos pesquisar como funcionava o paraquedas, e quais as grandezas presentes.
O paraquedas de modo geral aumenta a área de um objeto em queda, criando um sistema com grande área em contato com o ar, diminuindo com isso a velocidade de retorno do objeto ao solo.
Pesquisando mais a fundo para que isso ocorra é necessário dois elementos fundamentais, a força de gravidade e a força de arrasto que se opõem a direção da velocidade.
Medida que a velocidade do objeto é maior, a força de arrasto passa a ser significativa.
Quando pensamos em paraquedas é natural imaginar que os melhores resultados venham a partir da construção de um paraquedas com área muito grande. De fato, quanto menor for a velocidade final desejada, maior deverá ser a área do velame a ser utilizado.
Legenda:
1. Corpo partindo do repouso, neste primeiro momento seria o foguete sendo lançado.
2. Corpo durante a aceleração, decolagem.
3. Corpo após o equilíbrio, a abertura do paraquedas
3. Materiais da base:
- Cano P.V.C em formato da letra "T" e outro que seja com um diâmetro menor, para que um se encaixe no outro;
- Mangueira de alta pressão de 3 metros;
- Bomba de encher pneu de bicicleta;
- Fita isolante;
- 6 braçadeiras (enforca gato);
- Tábua de madeira;
- 4 porcas;
- 4 parafusos;
- Uma válvula;
- Abracadeira de metal;
- Cano P.V.C branco;
- Rolha.
4. Materias do paraquedas:
O grupo irá realizar testes com dois tipos de paraquedas, sendo:
1º:
- Fio de nylon (2x2m);
- Tecido de nylon.
2º:
- TNT (2x2m);
- Barbante.
5. Testes:
O grupo não realizou nenhum teste, porém, se reunirá dia 28/05/2023 e dia 01/06/2023 para isso.
Logo de inicio passamos e estendemos o tecido, dobrando ele 2 vezes, e reforçando as marcações com ferro.
Formando um quadrado, simétrico.
Assim cortamos um semi circulo para que quando abrir teremos uma circunferência completa. Sendo 1,5m de diametro e 75 cm de raio.
Com as sobras faremos tiras de 1cm de largura por 12 de cm de comprimento, que viraram argolas, no total serão 8, que vão ser costuradas a mão nas extremidades do paraquedas. Por essas argolas vai ser passado os fios de nylon, que ficaram preso no foguete,
Oque ficara Desta maneira.
Por fim passaremos fios de nylon em cada argola que terão de 50 a 80 cm (a medida ainda nao foi decidida).