Propulsión de un cohete de agua es la ley de la conservación de la cantidad de movimiento, que es otra forma de llamar a la 3ª ley de Newton o principio de acción-reacción. Este principio establece que en ausencia de fuerzas externas la cantidad de movimiento de un sistema, p, que es el producto de su masa por su velocidad, permanece constante o lo que es lo mismo su derivada es igual a cero:
La propulsión del cohete de agua puede esquematizarse como un sistema en el cual se va a producir la expulsión hacia atrás de una parte de su masa (el agua) lo que provocará un empuje que propulsará al resto del sistema hacia delante (acción-reacción), compensándose la cantidad de movimiento total del sistema. La energía mecánica necesaria para la expulsión de esta fracción de masa se almacena en el sistema como energía potencial en forma de gas a presión. Con la expulsión esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, las del movimiento del agua y el cohete.
Las presiones que se utilizan para estos lanzamientos generalmente están entre 500 y 1000 kPa. Cuanto mayor sea la presión interna mayor será la energía potencial acumulada. A mayor cantidad de agua mayor impulso pero también mayor peso por lo que hay que hacer un balance de estas dos variables para optimizar la altura del lanzamiento.
Medidas de seguridad:
Lanzamiento que inicia una trayectoria curva potencialmente peligrosa.
Los cohetes de agua emplean cantidades de energía lo suficientemente grandes para resultar peligrosas si no se manejan de forma adecuada o los materiales de construcción fallan, por lo que hay que tomar ciertas medidas de seguridad:
- Cuando se construye el cohete hay que hacer una test de presión para ver su resistencia. Esto se hace llenando el cohete completamente de agua y presurizándolo al menos al 50% de la presión que se piensa usar para ver si la estructura aguanta.
- Una botella de plástico corriente de refresco de dos litros normalmente aguanta una presión de 700 kPa sin problemas, pero debe tenerse en cuenta que no todas son perfectas y el plástico puede tener alguna irregularidad, por lo que siempre deben hacerse pruebas previas cuidadosamente.
- Se desaconseja usar partes metálicas en las zonas del cohete que van a soportar la presión. Si el cohete reventara podrían actuar como metralla. Por lógica tampoco deben usarse botellas de vidrio que al reventar o al caer podrían proyectar peligrosos cristales.
- Cuando se realice la presurización y el lanzamiento se debe uno mantener a una distancia adecuada. Generalmente se usan cordeles para accionar el mecanismo de liberación manteniéndose lejos de posibles trayectorias inesperadas del cohete.
- El chorro de agua de un cohete tiene la suficiente fuerza para romper los dedos de quien lo maneja así que nunca se debe intentar abrir con las manos para lanzarlos.
- Los cohetes sólo deben lanzarse en zonas abiertas y alejadas de los viandantes a los que les pudiera caer encima o de estructuras que pudieran dañarse por su impacto.
- El impacto de un cohete de agua es capaz de romper huesos, nunca deben ser disparados contra la gente, animales o propiedades.
- Es aconsejable usar gafas de seguridad durante su manejo.
- El pegamento usado para la unión de las partes del cohete debe ser apto para usarse sobre plásticos, para que no se produzca corrosión en las uniones y se debilite la estructura.
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