Projeto foguete fisica mecanica

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1.0 Introdução Histórica

A história da Astronáutica começa com o desenvolvimento dos primeiros
foguetes e satélites. Não fossem os testes do americano Robert Goddard com o primeiro foguete de combustível líquido da história, que subiu apenas 12 metros em 16 de março de 1926, o homem nunca teria chegado a Lua, e provavelmente muitas pessoas ainda acreditariam que os marcianos poderiam invadira Terra a qualquer momento.
Os foguetes são as peças fundamentais no desenvolvimento da astronomia, pois lançaram e ainda hoje lançam instrumentos muito poderosos ao espaço, como sondas interplanetárias, que nos revelam os segredos dos planetas mais distantes, telescópios espaciais, que nos revelam os segredos das estrelas e galáxias mais distantes, e satélites voltados para a própria Terra.A origem do foguete provavelmente é oriental, mais especificamente na China, local onde foi inventada a pólvora que serviu de combustível para os primeiros foguetes. A primeira noticia que se tem de seu uso data do século XIII, porém para fins militares, servindo como armas, este seu uso ocorreu até a 2ªGuerra Mundial onde foram usados para atacar as cidades de Londres e Paris.
Para explicar ofuncionamento de um foguete, o melhor exemplo é uma bexiga de ar, destas que enfeitam festinhas de crianças. Uma vez cheia, quando o ar é liberado, a bexiga projeta-se no sentido contrário ao da saída do ar. Mas não é este “jato” que impulsiona o objeto de borracha e sim uma força idêntica e no sentido contrário à saída, na parede oposta à boca.

2.0 Descrição Teórica

Uma explicação básicade um processo semelhante ao de se abrir uma garrafa de champanhe, onde ao agitar a garrafa dessa bebida é liberado gás que aumenta a pressão dentro da garrafa até o ponto em que a rolha escapa e sai, abrindo a garrafa.
Primeiramente devemos compreender como se da estabilidade do vôo para isso devemos encontrar o Centro de Massa (CM) que é encontrado ou tentando equilibrar a garrafa sobre umarégua e também devemos encontrar o Centro de Pressão (CP), responsável pela influencia da força aerodinâmicas do sistema, que é a média da somas das áreas do corpo. Assim para termos uma boa estabilidade o CM deve ficar até 1,5 cm acima do CP, para que possa haver correção por parte do CP se a garrafa sair do eixo, se o CP estiver acima é ruim pois se a garrafa sair do eixo o CP irá aumentar o desviodele e não subirá bem.
O empuxo é a força que faz subir o foguete. Nos foguetes a água, o ar pressurizado empurra a água para fora, causando uma reação da garrafa em sentido oposto (3ª Lei de Newton).Portanto o empuxo depende tanto da velocidade com que a água é expelida quanto do "tamanho" do bocal de saída. Assim, o empuxo pode ser calculado como sendo aproximadamente igual ao dobro do produtoda pressão pela área da seção do bocal,ou seja,E = 2·P·A.
Para o calculo do CM e CP serão usados equações, e para descrever o movimento do foguete durante a ejeção de água vamos usar uma aplicação da 2ª Lei de Newton.
Para sua descrição, consideremos que a única força atuante sobre o foguete é a força gravitacional (desprezemos o atrito do ar). Imaginemos que o foguete está em movimento inicialuniforme, com velocidade constante v. Na realidade a velocidade é zero, pois o foguete está parado sobre a base de lançamentos.
O momento linear inicial do foguete será então pi= Mv, (onde M é sua massa inicial que é dada por M=mF +mH2O, ou seja, a massa do foguete vazio (mF) mais a massa de água contida em seu interior (mH2O )),No momento em que ocorre a ejeção de uma pequena quantidade de água∆mH2O a uma velocidade vf, a velocidade do foguete é alterada de ∆v. Logo, o sistema terá um momento final.

2.1 Embasamento Teórica

Os foguetes são veículos projetados para se deslocar numa direção vertical. Nosso foguete, portanto, terá melhor desempenho sempre que se deslocarem da maneira mais alinhada com o fluxo de ar quanto possível.
Para testar a dinâmica do foguete devemos...
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