RELATÓRIO - Foguete a Água - Parte 2

Questão 1 - Qual a pressão que é colocada no foguete a água?

A pressão que utilizamos em nossos lançamentos era de 7 bar (6,91 atm). A pressão ideal para lançar um foguete é de 100 psi (6,8 atm).

Questão 2 - Qual a situação atual do seu projeto?
Temos dois foguetes prontos, com os respectivos paraquedas e a base está pronta e funcionanda! para a competição pretendemos fazer pequenas alterações na base (na rolha) e testar lançar foguetes com aerodinâmicas diferentes!

Questão 3 - Neste local você deve construir uma tabela com lançamento, tempo no ar e situação do lançamento (com paraquedas ou não, etc).

Questão 4 - Descreva como o seu paraquedas foi construido.
Primeiro nosso grupo pegou um pedaço de cortina de banheiro e cortou em um formato circular, após isso nós dividimos esse pedaço em 8 partes iguais e marcamos com uma caneta para sabermos aonde colocar cada pedaço de barbante que já havia sido cortado com 50 cm cada, após tudo isso nós juntamos os pedaços de barbante ao paraquedas com fita isolante, que foi o mesmo material utilizado para prender o barbante no foguete.

Questão 5 - Estime o desempenho de seu grupo na tomada de tempos do sábado e na competição de agosto.
Nós estimamos ótimos resultados do nosso grupo para a competição de agosto visto que no festival nosso foguete ficou entre os 3 primeiros com 13,5s

Questão 6 - Calcule a força realizada pelo foguete sobre a água que está dentro do mesmo.
F = P x A
A pressão que utilizamos em nossos lançamentos era de 7 bar que corresponde a 700.000 N/m² e fazendo os cálculos para achar a área da garrafinha chegamos ao valor de A= 0,00785m², fazendo os cálculos... Logo,
F = 5495 N

Questão 7 - Descreva de forma detalhada a experiência do grupo nos primeiros lançamentos.
No nosso primeiro lançamento, nos colocamos só a garrafa pet sem água, sem aletas, sem paraquedas e sem trava. Então tivemos uma base para começar a saber quando puxar a trava; então colocamos água, primeiro quando puxamos a trava levamos um susto devido ao barulho que faz! depois colocamos o paraquedas e foi muito gratificante ver o nosso foguete descendo devagarinho! E como nosso foguete já estava subindo reto, optamos por não fazer as aletas, ainda estamos discutindo isso para a competição.

Questão 8 - Descreva todos os materiais que tua base, teu foguete e teu paraquedas possui.
Base:
- Barbante: 6 metros
- Abraçadeira de nylon: 8
- Rolha de cortiça: 1
- Fita isolante
- Mangueira de ar ¼: 3 metros
- Abraçadeira de Ferro: 1
- Bico de pneu de bicicleta: 1
- Cano de água T ¾: 1
- Cano de água ¾: 6 centímetros
- Chapa de madeira: 15x10 cm²
- Parafuso sextavado com porca: 4
- Cano esgoto 40: 3,5 centímetros
- Cola super bond
Foguete:
- Garrafa pet de 600 ml
Paraquedas:
- Cortina de banheiro
- Barbante

Questão 9 - Cite 5 conceitos físicos envolvidos no projeto e descreva onde eles estão envolvidos.
 Centro de gravidade e o centro de massa ficam localizados no ponto de equilíbrio do foguete, para garantir a estabilidade do mesmo, pressão da água saindo do foguete, pressão que colocamos dentro do foguete com ajuda da bomba e queda livre o movimento resultante unicamente da aceleração provocada pela gravidade sobre o foguete.

Questão 10 - Conclusão do Projeto.
Vimos que o trabalho não é tão simples quanto parecia, mas apesar disso nossos problemas foram resolvidos rapidamente, nós vimos também que lançar o foguete sem paraquedas é totalmente diferente do que com, pois tivemos que bolar uma maneira que o paraquedas não demorasse para abrir e não atrapalhasse o foguete a subir. Ficamos assustados com o valor da força de lançamento que é enorme e por isso nosso professor tem muitos cuidados em relação a essa competição. Apesar de tudo nosso grupo está trabalhando bem o que trará bons resultados.

RELATÓRIO - Foguete a Água - Parte 1

Questão 1 - Descreva a atividade de cada aluno no projeto.
Ana Verônica - Testes, ajudou a construir a base, tira as fotos para o nosso blog!
Leticia - Testes, ajudou a construir a base e fez os para quedas!
Sofia - Testes, ajudou a construir a base e é responsável pelo blog e relatório!

Questão 2 - Todos os grupos deveriam estar mostrando na aula de hoje o que foi prometido na semana anterior. Descreva o que prometeu e se cumpriu ou não? O que o grupo promete para a próxima semana?  
Nosso grupo prometeu levar a base pronta, e conseguimos cumprir!

Questão 3 - Já foram realizados testes? Caso positivo tabelar os  tempos de cada teste, descrever junto o tipo da garrafa e se usou ou não paraquedas.  
http://fisicamenteprovavel.blogspot.com.br/2012/06/neste-fim-de-semana-1706-teve-um.html#comment-form

http://fisicamenteprovavel.blogspot.com.br/2012/06/continuamos-treinando-esse-fim-de.html#comment-form

http://fisicamenteprovavel.blogspot.com.br/2012/06/nos-reunimos-novamente-esse-fim-de.html#comment-form

http://fisicamenteprovavel.blogspot.com.br/2012/06/fizemos-nosso-primeiro-teste-de.html#comment-form

Questão 4 - Descrever como construir a base feita por vocês.
Materiais:

- Barbante: 6 metros
- Abraçadeira de nylon: 8
- Rolha de cortiça: 1
- Fita isolante
- Mangueira de ar ¼: 3 metros
- Abraçadeira de Ferro: 1
- Bico de pneu de bicicleta: 1
- Cano de água T ¾: 1
- Cano de água ¾: 6 centímetros
- Chapa de madeira: 15x10 cm²
- Parafuso sextavado com porca: 4
- Cano esgoto 40: 3,5 centímetros
- Cola super bond
Como fazer:

- Fazer quatro furos na chapa de madeira, distantes de maneira que o cano de água T ¾ possa ser prendido e colocar os quatro parafusos sextavados.  

- Encaixar o cano T com o cano de 6cm.
- Cortar 6 abraçadeiras de nylon no tamanho de 8cm.
- Colar com super bond, no cano de 6cm de maneira que elas fiquem eqüidistantes no perímetro do cano. Importante observar que a parte quadrada maior da abraçadeira deve ficar para dentro como mostra a ultima figura. 
- Passar duas abraçadeiras para fixá-las no cano de modo que os nós (parte quadrada) fiquem um abaixo do outro (na figura central eles estão opostos), para não atrapalhar o funcionamento da trava. 
- Passar fita isolante ao redor das abraçadeiras.

- Fixar o cano T (já montado no passo anterior) na chapa de madeira (1° passo) e colocar as porcas nos parafusos para prender o cano. Importante observar que se os parafusos ficarem muito próximos, o cano entrará mais apertado, com isso, utilize um martelo e bata nas saídas inferiores do cano de modo a não danificar o mesmo e que consiga encostar todo o cano na chapa.

- Pegar o barbante de 6m e dobra-lo ao meio e fazer dois furos no cano de
esgoto, de modo que fiquem opostos e 1cm da extremidade do cano.
- Passar uma ponta do barbante entre a porca e o cano T e a outra ponta no lado oposto, conforme a figura do meio, caso fique difícil, retire a porca depois recoloque, de modo que o barbante passe e não prenda. 
- Amarrar as pontas do barbante nos furos do cano de esgoto.

- Prender o bico de pneu de bicicleta em uma extremidade da mangueira de 3m utilizando a abraçadeira de ferro. 
- Passar a outra extremidade da mangueira dentro do cano.
- Furar a rolha de cortiça e colocar na mangueira.
Ficará mais ou menos assim:

Questão 5 - Indique problemas que o grupo teve até o momento na construção do projeto.
Até o momento não tivemos nenhum problema! E se por ventura o tivemos já foram facilmente solucionados!

Questão 7 - Em que local você está testando, ou pretende testar o foguete?
Nós estamos testando na quintal da casa da Letícia, ela mora em um condomínio e é uma área aberta!

Questão 8 - Na semana do dia 18 haverá teste coletivo dos foguetes no colégio. Teu grupo estará pronto para este teste? Justifique sua resposta.
Sim, nossa base já esta pronta e temos 2 foguetes prontos com para-quedas, prontos para serem lançados!

Neste fim de semana (17/06) teve um Festival de Foguetes na chácara do idesa aonde lançamos nossos foguetes para conseguir classificação, o nosso foguete teve o terceiro melhor tempo de todos os grupos dos segundos anos que estavam lá!

Continuamos treinando, esse fim de semana (10/06).
Média de tempo foi de 15s.

Nos reunimos novamente esse fim de semana (03/06) para lançarmos os foguetes, dessa vez nossa média de tempo foi 14s.

Fizemos nosso primeiro teste de lançamento do foguete esse fim de semana (27/05), primeiro lançamos o foguete sem travas e sem água, só para termos noção da pressão adequada para colocar na garrafa.
Nesse mesmo dia fizemos a para-quedas também, nossa média de tempo no ar foi de 8s.

Nós já fizemos a nossa base de lançamento para o foguete esse fim de semana (20/05), vamos começar a testa-la logo! 

Mário Schenberg

O físico e crítico de arte Mário Schenberg trabalhou com mecânica quântica, termodinâmica e astrofísica. Além de se dedicar à física, tirava fotos, preparava catálogos e estudava ciência oriental. O destaque da carreira de Schenberg é o chamado Processo Urca, que permitiu entender o colapso de estrelas supernovas. Publicou mais de uma centena de trabalhos em física teórica, física experimental, astrofísica, mecânica estatística, mecânica estatística, mecânica quântica, relatividade, teoria quântica do campo, fundamentos de física, além de escrever muitos trabalhos em matemática. Schenberg chegou a uma das principais descobertas de sua carreira: o processo Urca, em 1940, quando o brasileiro estava nos Estados Unidos a convite do astrofísico russo George Gamow. Nasceu em 2 de julho de 1914, em Recife. Estudou e trabalhou na Escola Politécnica de São Paulo. Inaugurou a cadeira de mecânica Celeste e Superior do Departamento de Física da FFCL, atual Instituto de Física da USP. Foi membro do Institute for Advanced Studies de Princeton e do Observatório Astronômico de Yerkes. Em Bruxelas, trabalhou em raios cósmicos e mecânica estatística. Criou o Laboratório de Estado Sólido da USP, instalou o primeiro computador da universidade, criando o curso de computação de lá. Faleceu em 10 de novembro de 1990.

O grupo escolheu o Mário Schenberg  pela suas importantes contribuições em astrofísica, particularmente na teoria de processos nucleares na formação de estrelas supernovas*. E principalmente porque em 1940, trabalhando com George Gamow, batizou o conhecido processo Urca: o ciclo de reações nucleares no qual o núcleo perde energia por absorver um elétron e re-emitir uma partícula beta e um par neutrino-antineutrino, o que leva à perda de pressão interna e como consequência à ocorrência de um colapso e explosão na forma de uma supernova. A contribuição de Schenberg corresponde à proposição da presença dos recém descobertos neutrinos, que drenam parte considerável da energia da estrela.
Urca é o nome de um cassino no Rio de Janeiro, e fora utilizado para nomear o processo por George Gamow (1904-1968), pois Schenberg uma vez brincou dizendo a ele que "a energia desaparece no núcleo de uma supernova tão rápido quanto o dinheiro no jogo de roletas" durante uma visita ao cassino da Urca.

*Supernova é o nome dado aos corpos celestes surgidos após as explosões de estrelas (estimativa) com mais de 10 massas solares, que produzem objetos extremamente brilhantes, os quais declinam até se tornarem invisíveis, passadas algumas semanas ou meses. Em apenas alguns dias o seu brilho pode intensificar-se em 1 bilhão de vezes a partir de seu estado original, tornando a estrela tão brilhante quanto uma galáxia, mas, com o passar do tempo, sua temperatura e brilho diminuem até chegarem a um grau inferior aos primeiros.

Ajustes

Uma forma de corrigir instabilidade é fazer com que o CP seja levado mais para trás. Consegue-se isso deslocando-se as aletas mais para trás ou fazendo-as mais alongadas nessa mesma direção.

Altere a posição e a forma das aletas para levar o CP para trás

Também pode-se fazer com que o CG seja levado mais para frente. Basta adicionar pesos ao nariz. Esse peso pode ser em forma de chumbadas de pescaria ou simplesmente de água adicionada a um eventual compartimento superior do foguete.

Adicionar peso ao nariz leva o CG para a frente

Túnel de vento

As grandes empresas aeroespaciais possuem túneis de vento (equipamentos que simulam a passagem do veículo pelo ar) que são ao mesmo tempo caríssimos e muito precisos. Para nossos foguetes não precisamos de tamanha precisão, nem dispomos de grandes quantias. Assim, temos que fabricar nosso próprio equipamento. Felizmente, com um pouco de engenhosidade, podemos ter a mesma funcionalidade no aparato que está descrito a seguir.

Prepare seu foguete para lançamento, mas não ponha a água. Amarre um pedaço de cerca de 2,5m de barbante na fuselagem, na altura do centro de gravidade e fixe a volta do barbante com uma fita adesiva, para não deslizar.

Prenda um barbante com fita adesiva no ponto do centro de gravidade.

Segure o foguete pelo barbante a 1m de distância, aponte o nariz do foguete para a direção para onde você vai girar e comece um movimento giratório por cima de sua cabeça.

Gire o foguete em torno de você

À medida em que o foguete for aumentando a velocidade, vá liberando mais barbante até que ele fique a uma distância de cerca de 2m de você. Se o nariz do foguete continuar apontando para a direção do giro, sem virar ao contrário nem ficar de lado, você pode ter certeza que seu foguete está estável e seguro para vôo.

Não se preocupe se no início ele estiver instável. A velocidade inicial do giro ainda é muito menor do que a velocidade real de lançamento e as forças aerodinâmicas ainda não estão atuando fortemente. Quanto mais rápido você conseguir girar, mais próximo da situação real será o teste.

Na verdade, o nosso túnel de vento pode até ser sensível demais, em decorrência da baixa velocidade alcançada. Um foguete que consiga passar marginalmente no teste de estabilidade muito provavelmente fará sempre vôos estáveis.

Caso o foguete apresente um comportamento super estável durante o teste, você poderá ter exagerado e deixado seu foguete estável demais. A principal conseqüência disso é que ele terá uma forte tendência de virar em direção ao vento, ou "orçar", na linguagem náutica.

Um foguete estável demais sempre vira em direção ao vento