Os foguetes ilustram a terceira lei do movimento de Newton: "Para cada força de ação, sempre haverá uma força de reação que é igual em magnitude, mas na direção oposta." O primeiro foguete pode ter sido um pombo de madeira movido a vapor, inventado por Arquitas de Tarento, no século IV a. C. O vapor então pavimentou o caminho para os tubos de pólvora dos chineses, então foguetes movidos a combustível líquido projetados por Konstanin Tsiolkovsky e implementados por Robert Goddard. Este artigo descreve cinco maneiras de construir seu próprio foguete, do mais simples ao mais complexo; com uma seção adicional no final do artigo, que explica alguns dos princípios que funcionam na construção de foguetes.
Etapa
Método 1 de 5: foguete de balão
Passo 1. Amarre uma ponta do barbante ou linha de pesca ao suporte
Você pode usar as costas de uma cadeira ou uma maçaneta como apoio.
Etapa 2. Trace a linha pelo canudo
O fio e o canudo servirão de sistema de orientação para controlar a trajetória do foguete.
Dispositivos de foguete modelo geralmente usam canudos de comprimento semelhante que são presos ao corpo do foguete. Esses canudos são enfiados em postes de metal na plataforma de lançamento para apoiar o foguete antes do lançamento
Etapa 3. Amarre a outra extremidade a outro suporte
Certifique-se de que a linha / barbante esteja apertada antes de amarrá-la.
Etapa 4. Encha o balão
Aperte a extremidade do balão para evitar que o ar escape. Você pode usar os dedos, clipes de papel ou alfinetes de roupa.
Passo 5. Cole o balão no canudo com fita adesiva
Etapa 6. Remova o ar do balão
Seu foguete voará ao longo da linha, de uma ponta a outra.
- Você pode tentar fazer foguetes de balão com balões redondos em vez de longos, bem como vários canudos de comprimentos variados para descobrir a eficácia desses canudos em guiar o caminho do foguete de balão. Você também pode aumentar o ângulo de vôo do foguete balão para ver como ele afeta o alcance do foguete.
- Uma ferramenta relacionada que você também pode fazer é um barco a jato: corte uma caixa de leite pela metade. Faça um furo no fundo e passe um balão por ele. Encha o balão, coloque o barco em uma banheira com um pouco de água e expire o ar do balão.
Método 2 de 5: foguete lançado por palha
Etapa 1. Corte um quadrado de papel
Esta peça deve ter cerca de três vezes a largura: o tamanho recomendado é 11,43 cm x 3,81 cm.
Etapa 2. Enrole esta peça firmemente em torno de um lápis ou prego
Enrole perto das pontas em vez de no meio. A parte cortada deve ficar pendurada na ponta do lápis ou da unha.
Certifique-se de usar um lápis ou prego um pouco mais grosso que o canudo, mas não muito grosso
Etapa 3. Cole as bordas cortadas do papel para evitar que saiam
Use fita adesiva ao longo do comprimento, ao longo da tira de papel.
Etapa 4. Dobre as pontas penduradas para fora para formar uma ponta ou cone
Use fita adesiva nesta parte do cone para segurar a forma.
Etapa 5. Retire o lápis ou o prego
Etapa 6. Verifique se há vazamentos de ar
Sopre suavemente a partir da parte exposta do foguete de papel. Ouça o som do ar escapando das laterais ou extremidades do cone e sinta as costuras nas laterais e nas extremidades para ver se há fluxo de ar. Use fita adesiva para selar qualquer vazamento e tente novamente até que você não consiga detectar nenhum vazamento.
Etapa 7. Adicione uma barbatana de cauda na parte exposta do foguete de papel
Como os foguetes de papel são estreitos, você pode conectar as aletas feitas separadamente às extremidades do foguete. Isso será mais fácil de fazer do que fazer três ou quatro aletas diferentes diretamente na parte exposta do foguete.
Etapa 8. Insira o canudo na parte aberta do foguete
Certifique-se de que o canudo está esticado para fora do foguete o tempo suficiente para você segurá-lo com os dedos.
Etapa 9. Expire com força por um canudo
O foguete vai voar para o ar ao ser estimulado pela força da sua respiração.
- Sempre aponte o canudo e o foguete para cima, não para alguém ao lançá-lo.
- Varie a maneira como você constrói o foguete para ver como as modificações afetam seu vôo. Além disso, varie a intensidade da respiração pelo canudo para ver como isso afeta a distância que seu foguete pode voar.
- Este brinquedo de papel semelhante a um foguete consiste em um pedaço de pau com um cone de plástico preso em uma extremidade e um pára-quedas de plástico preso na outra. O pára-quedas é dobrado sobre um pedaço de pau, que é inserido em um tubo soprador de papelão. Quando soprado, o cone de plástico pegará o ar e lançará a varinha. Quando atingir a altura máxima, o manche cairá e ativará o paraquedas.
Método 3 de 5: Rocket Film Roll
Etapa 1. Decida quanto comprimento / altura o foguete você deseja construir
Um bom comprimento / altura do foguete é de 15 cm, mas você pode torná-lo mais longo ou mais curto, se desejar.
Um bom diâmetro é 3,75 cm, mas o diâmetro real será determinado pelo diâmetro da câmara de combustão do foguete
Etapa 2. Prepare o rolo / rolo de filme
Este rolo será a câmara de combustão do seu foguete. Você pode obter rolos de filme em estúdios de fotografia que ainda usam filme.
- Procure um rolo de filme com uma tampa que se pareça com uma rolha que vai para a boca do rolo, em vez de ficar presa do lado de fora.
- Se você não conseguir encontrar um rolo de filme, pode usar um frasco de remédio vazio, com tampa de encaixe. Se não conseguir encontrar, pode usar uma rolha de cortiça que se encaixa perfeitamente na boca da garrafa.
Etapa 3. Monte o foguete
A maneira mais fácil de fazer um corpo de foguete é embrulhar uma tira de papel em torno de um rolo de filme, da mesma forma que você embrulharia um lápis ou prego ao fazer um foguete lançado por um canudo. Uma vez que os rolos vão lançar os foguetes, você pode querer prender o papel aos rolos usando fita adesiva ou cola - antes de envolvê-los no recipiente.
- Certifique-se de que a boca do rolo ou do frasco de comprimidos esteja voltada para fora ao conectar o invólucro do foguete. A boca servirá como bocal do foguete.
- Em vez de dobrar as extremidades do corpo do foguete dos rolos para os cones, você pode criar cones separados cortando um círculo de papel, da borda ao centro, e dobrando o papel em um cone. Você pode prender os cones com fita adesiva ou cola.
- Adicione barbatanas. Como o diâmetro desse foguete é mais grosso do que o foguete de papel que você lança com um canudo, corte cada barbatana, uma de cada vez, para prendê-las. Certifique-se também de usar três barbatanas em vez de quatro.
Etapa 4. Determine o local de lançamento do foguete
O local aberto e externo é o que recomendamos, pois o foguete pode atingir uma altura razoavelmente boa quando lançado neste local.
Etapa 5. Encha o rolo com água até 1/3 da sua capacidade
Se a fonte de água não estiver perto de sua plataforma de lançamento, pode ser necessário carregar o foguete de cabeça para baixo ou carregar a água separadamente e encher os rolos da plataforma de lançamento.
Passo 6. Corte o comprimido efervescente ao meio e coloque a outra metade na água
Etapa 7. Feche os rolos e gire o foguete para que fique perpendicular à plataforma de lançamento
Etapa 8. Afaste-se a uma distância segura
Conforme o comprimido começa a se dissolver, ele libera dióxido de carbono. A pressão vai se acumulando até quebrar e liberar a tampa do rolo, permitindo que o foguete seja lançado.
Além de água, você pode encher o rolo com vinagre até a metade. Em vez de comprimidos efervescentes, você pode usar 1 colher de chá (5 g) de bicarbonato de sódio. O vinagre, que é um ácido (ácido acético), reage com o bicarbonato de sódio (que é o ingrediente básico) para produzir água e dióxido de carbono. No entanto, vinagre e bicarbonato de sódio são mais voláteis do que água e comprimidos efervescentes, então você precisará sair do foguete muito mais rápido - e usar muito dos dois produtos químicos pode destruir os rolos
Método 4 de 5: Partidas de foguetes
Etapa 1. Corte pequenos triângulos de papel alumínio
Esse triângulo deve ser isósceles, com comprimento de aproximadamente 2,5 cm na base e 5 cm do centro da base ao ápice do triângulo.
Etapa 2. Pegue os fósforos do grupo
Etapa 3. Alinhe as correspondências com os pinos retos
Coloque o fósforo e o alfinete de modo que a ponta da cabeça do alfinete toque a cabeça do fósforo, em uma posição não mais alta do que a parte mais grossa da cabeça.
Etapa 4. Enrole o triângulo de alumínio, começando no ponto superior, ao redor da cabeça do fósforo
Enrole-o o mais firmemente possível, sem alterar a posição do pino. Ao terminar, o envoltório deve se estender cerca de 6,25 mm abaixo da cabeça do fósforo.
Etapa 5. Dobre o envoltório de papel alumínio em torno da cabeça do alfinete com as unhas do polegar
Isso pressionará o invólucro para mais perto da cabeça do fósforo e criará um canal de pinos melhor sob o invólucro.
Etapa 6. Remova cuidadosamente o pino de sua embalagem
Tome cuidado para não rasgar a folha ao fazer isso.
Etapa 7. Dobre o clipe de papel em uma plataforma de lançamento
- Dobre a parte externa em um ângulo de 60 graus. Isso formará a base da plataforma de lançamento.
- Dobre a ranhura interna para cima e, em seguida, gire-a de modo que forme um triângulo aberto. É aqui que você colocará seus fósforos embrulhados em papel alumínio.
Etapa 8. Coloque sua plataforma de lançamento no local de lançamento
Novamente, um local aberto ao ar livre é altamente recomendado, pois foguetes de fósforo podem viajar distâncias consideráveis. Evite locais muito secos, pois foguetes de fósforo podem causar incêndios.
Certifique-se de que a área ao seu redor esteja segura antes de lançar o foguete
Etapa 9. Coloque o foguete de fósforo na plataforma de lançamento, com a cabeça voltada para cima
O foguete deve ser posicionado em um ângulo de pelo menos 60 graus. Se estiver mais baixo, pode ser necessário dobrar o clipe de papel até que ele alcance esta posição.
Etapa 10. Lance o foguete
Acenda um fósforo logo abaixo de sua cabeça embrulhada. Quando o fósforo na cabeça do fósforo embrulhado se acender, o foguete do fósforo voará.
- Prepare um balde de água que seja útil para embeber os fósforos usados, para garantir que se apaguem por completo.
- Se o foguete de fósforo cair em você, pare de se mover, caia no chão e role até que todas as chamas se apaguem.
Método 5 de 5: Foguete de água
Etapa 1. Prepare uma garrafa de refrigerante de 2 litros vazia
Esta garrafa servirá como uma câmara de pressão no foguete. Como as garrafas são usadas para fazer esses foguetes, às vezes são chamados de foguetes de garrafa. Não o confunda com fogos de artifício, também chamados de foguetes de garrafa, que têm esse nome porque costumam ser disparados de dentro de uma garrafa. Foguetes como este são ilegais para lançamento em muitas áreas; enquanto foguetes de água são legais na maioria das áreas.
- Remova o rótulo do frasco, cortando-o onde não está colado ao frasco. Tenha cuidado para não cortar ou furar a superfície da garrafa ao fazer isso, pois arranhões ou cortes podem enfraquecer a garrafa.
- Reforce a garrafa envolvendo-a com fita adesiva. As novas garrafas podem suportar pressões de até 100 libras por polegada quadrada (689,48 quilopascais), mas lançamentos repetidos irão reduzir a tolerância à pressão que as garrafas podem manipular sem quebrar. Você pode envolver várias camadas de fita adesiva ao redor do centro da garrafa ou embrulhar o centro e continuar até a metade da garrafa em direção a cada extremidade. Cada embalagem deve envolver a garrafa duas vezes.
- Marque os locais onde você irá prender as nadadeiras ao corpo do foguete, com um marcador. Se você planeja usar quatro barbatanas, desenhe as linhas separadas por ângulos de 90 graus. Se você planeja fazer três barbatanas, separe as listras em 120 graus. Você pode querer circular um pedaço de papel ao redor do frasco e marcá-lo antes de transferir essas marcações para o frasco.
Etapa 2. Faça as nadadeiras
Como o corpo de plástico do foguete é bastante forte, mesmo que você precise reforçá-lo novamente, suas nadadeiras também devem ser duráveis. Você pode usar papelão duro, mas um material melhor é o plástico usado em uma pasta de bolso ou fichário com três anéis.
- Primeiro você precisa projetar suas nadadeiras e fazer uma amostra de papel como guia de corte. Independentemente de como você projeta suas nadadeiras, você deve fazê-las de modo que as nadadeiras reais sejam dobradas novamente (dobradas) para obter força extra e atingir o ponto de constrição da garrafa.
- Corte a amostra e use-a como guia para cortar o material da aleta.
- Dobre as barbatanas e prenda-as ao corpo do foguete com fita adesiva.
- Dependendo do design do seu lançador, você pode não precisar construir uma barbatana que atravessa o bico do foguete.
Etapa 3. Crie o cone do nariz e a parte de carga
Você precisará de uma segunda garrafa de 2 litros para isso.
- Corte o fundo da garrafa.
- Coloque a carga no topo da garrafa cortada. Esta peça pode ser argila modelada ou um punhado de elásticos. Coloque o fundo cortado da garrafa dentro da parte superior, com a parte inferior apontando para o topo da garrafa. Cole-o com fita adesiva e, em seguida, prenda a garrafa modificada ao fundo da garrafa, que funciona como uma câmara de pressão.
- O cone do seu nariz pode ser feito de qualquer coisa, desde uma tampa de garrafa de 2 litros a um tubo de PVC de qualquer comprimento, até um verdadeiro cone de plástico. Depois de defini-lo e criá-lo, esse cone deve ser permanentemente preso ao topo da garrafa cortada.
Etapa 4. Teste o equilíbrio do seu foguete caseiro
Equilibre o foguete no dedo indicador. O foguete deve ser equilibrado em um ponto acima da câmara de pressão (parte inferior da primeira garrafa). Caso contrário, remova a parte da carga e ajuste o peso.
Depois de encontrar seu centro de massa, pese o foguete. O peso deve estar na faixa de 200 a 240 gramas
Etapa 5. Crie o iniciador / bloqueador
Existem vários equipamentos que você pode usar para lançar seu foguete de água. O mais simples é uma válvula e uma tampa que pode ser inserida na boca da garrafa que funciona como uma câmara de pressão.
- Procure uma rolha que caiba bem na boca da garrafa. Você pode ter que raspar um pouco as bordas.
- Obtenha um sistema de válvula comumente usado em pneus de automóveis ou câmaras de ar de bicicletas. Meça o diâmetro.
- Faça um furo no centro da válvula, com o mesmo diâmetro da válvula.
- Limpe a haste da válvula e aplique fita adesiva sobre a parte roscada e a abertura.
- Insira a válvula através do orifício na rolha e, em seguida, segure-a no lugar com um selo de silicone ou uretano. Deixe esta substância secar completamente antes de remover a fita.
- Teste a válvula para certificar-se de que o ar pode passar por ela livremente.
- Teste a parada colocando uma pequena quantidade de água na câmara de pressão do foguete, em seguida, coloque a tampa na posição e erga o foguete verticalmente. Se houver vazamento, sele novamente a válvula e teste novamente. Quando não houver vazamentos, teste novamente para encontrar a pressão que força o ar a expelir a rolha da garrafa.
- Para obter instruções sobre como criar um sistema de inicialização mais avançado, consulte
Etapa 6. Selecione o local de lançamento do foguete
Assim como acontece com foguetes e isqueiros de rolo de filme, um local aberto ao ar livre é altamente recomendado. Como os foguetes d'água são maiores do que os outros, você precisará de uma área aberta maior e mais plana do que os outros foguetes.
Superfícies elevadas, como mesas de piquenique, são uma boa ideia quando crianças pequenas estão presentes
Etapa 7. Lance seu foguete
- Encha a câmara de pressão 1 / 3-1 / 2 com água (você pode adicionar corante alimentar à água para dar a ela um "combustível" mais colorido quando o foguete for lançado). Você também pode lançar um foguete sem usar água na câmara de pressão, embora a pressão alvo possa ser diferente de quando a câmara tinha água.
- Insira o lançador / batente na boca da câmara de pressão.
- Conecte a mangueira da bomba da bicicleta à válvula de liberação.
- Coloque o foguete em pé.
- Bombeie o ar até atingir uma pressão que force a válvula para fora. Pode haver um certo tempo de espera antes que isso aconteça e o foguete seja lançado.
Peças de foguetes e como funcionam
1. Usando combustível para levantar o foguete e voá-lo pelo ar. Foguetes voam direcionando o vapor de combustível para baixo através de um ou mais escapamentos que o empurrarão para cima (o elevarão) e o moverão para frente (através) do ar. Os motores de foguete funcionam misturando o combustível real com uma fonte de oxigênio (oxidante), o que permite que o foguete funcione no espaço sideral diferente da atmosfera terrestre.
- Os primeiros foguetes eram foguetes de combustível sólido. Esses foguetes incluem fogos de artifício, foguetes de guerra chineses e os dois propulsores finos usados por naves espaciais. A maioria dos foguetes como este tem um orifício no meio, que é usado como um lugar para o combustível e o oxidante se encontrarem e queimarem. Os motores de foguete usados em modelos de foguetes usam combustível sólido, bem como um grupo de correntes para lançar o pára-quedas do foguete quando o combustível acaba.
- Foguetes de combustível líquido incluem tanques pressurizados separados contendo um combustível líquido, como gasolina ou hidrazina e oxigênio líquido. Esses fluidos são bombeados para a câmara de combustão na parte inferior do foguete; Os gases de escape são expelidos por um focinho cônico. Os principais propulsores da espaçonave são foguetes de combustível líquido suportados por tanques de combustível externos, que são carregados sob a espaçonave no lançamento. Os foguetes Saturn V nas missões Apollo também são foguetes de combustível líquido.
- Muitas aeronaves movidas a foguete também usam pequenos foguetes nas laterais para ajudar a dirigir o avião enquanto ele está no céu. Esses foguetes são chamados de propulsores de manobra. O módulo de serviço no módulo de comando Apollo tem esses propulsores, as mochilas da unidade de manobra tripulada usadas por astronautas de espaçonaves também usam esses propulsores.
2. Corte a rejeição de ar com seu nariz cônico. O ar tem massa, e quanto mais denso ele for (especialmente quanto mais próximo da superfície da Terra), mais ele lutará contra objetos que tentam passar por ele. Os foguetes devem ser projetados para serem aerodinâmicos (com formatos elípticos longos) para minimizar o impacto à medida que passam pelo ar e, por isso, os foguetes possuem uma ponta cônica.
- Foguetes que carregam cargas úteis (astronautas, satélites ou explosivos nucleares) geralmente carregam essas cargas dentro ou perto do nariz do foguete. O módulo de comando Apollo, por exemplo, é de formato cônico.
- Este nariz cônico também carrega todos os sistemas de controle do foguete para ajudar a direcioná-lo ao seu destino sem obstáculos. Os sistemas de controle podem incluir computadores na cabine, sensores, radar e rádios para fornecer informações e controlar a rota de voo do foguete (foguetes Goddard usam um sistema de controle de giroscópio).
3. Equilibrar o círculo em torno de seu centro de massa. O peso total do foguete deve ser equilibrado em torno de um determinado ponto do foguete, para garantir que ele possa voar sem obstáculos. Esse ponto pode ser chamado de ponto de equilíbrio, centro de massa ou centro de gravidade.
- O centro de massa de cada foguete varia. Em geral, o ponto de equilíbrio estará acima do combustível ou da câmara de pressão.
- Embora a carga útil ajude a elevar o centro de massa do foguete além da câmara de pressão, o excesso de carga tornará o foguete pesado no topo, dificultando sua sustentação durante o lançamento e controle durante o vôo. Por esse motivo, circuitos integrados foram combinados com computadores de espaçonaves para reduzir o peso (isso levou ao uso de circuitos integrados semelhantes, ou chips, em calculadoras, relógios digitais, computadores pessoais e, mais recentemente, estes, tablets e smartphones).
4. Equilibrar o vôo do foguete com suas aletas de cauda. Essas aletas ajudam a garantir que o vôo do foguete seja reto, fornecendo resistência do ar às mudanças de direção. Algumas das aletas são projetadas para passar pela parte inferior do bico do foguete, bem como para mantê-lo em pé antes do lançamento.
No século 19, o inglês William Hale descobriu outra maneira de usar aletas de foguete para estabilizar o voo do foguete. Ele fez um dreno bem próximo às aletas que lembrava uma hélice. Isso faz com que os gases perdidos comprimam as aletas e girem o foguete para mantê-lo fora de linha. Este processo é denominado estabilização rotativa
Pontas
- Se você gosta de fazer os foguetes acima, mas quer enfrentar um desafio mais difícil, pode trabalhar em um modelo de foguete de hobby. Modelos de foguetes estão à venda comercialmente desde o final dos anos 1950, na forma de equipamentos de intertravamento que podem ser lançados com motores de pólvora preta, a alturas de 100-500 m.
- Se for muito difícil lançar o foguete verticalmente, você pode fazer parte dele deslizar horizontalmente (na verdade, foguetes de balão são uma forma desse deslizamento horizontal). Você pode conectar um foguete de rolo de filme a um carro de brinquedo ou um foguete de água a um skate. Você ainda deve encontrar uma área aberta com um espaço de lançamento grande o suficiente.
Aviso
- A supervisão dos pais é fortemente recomendada ao trabalhar com qualquer foguete lançado usando algo mais forte do que a respiração da pessoa que o está lançando.
- Sempre use proteção para os olhos ao lançar qualquer um dos três tipos de foguetes voadores (foguetes que não sejam foguetes de balão). Para foguetes maiores de vôo livre, como foguetes de água, um capacete de proteção também é recomendado para proteger a cabeça se o foguete o atingir.
- Não dispare foguetes de vôo livre de qualquer tipo contra ninguém.
