Sistemas de masa variable (I).
Modelo discreto de cohete.
Cohete de empuje constante
Cohete de dos etapas
Movimiento vertical de un cohete.
Descenso del módulo lunar
Cohete "perfecto"
El cohete de Torricelli
Examinaremos ahora, el movimiento de un cohete que es lanzado verticalmente desde la superficie de la Tierra. Supondremos que se trata de un cohete pequeño, que alcanza una altura limitada. Podemos considerar que la intensidad de la gravedad g es aproximadamente constante e igual a 9.8 m/s2.
Analizaremos las dos etapas en el movimiento del cohete:
- Desde que se lanza hasta que agota el combustible
- Desde el momento en el que agota el combustible, hasta que alcanza la máxima altura.
Actividades
Se introduce:
- Combustible total en el cohete, en el control de edición titulado Combustible total en el cohete
- Carga útil que transporta, en el control de edición titulado Carga útil que transporta
- Combustible quemado por segundo, en el control de edición titulado Combustible quemado por seg.
Se pulsa el botón titulado Empieza
Al lado del cohete, dos flechas, se dibujan las fuerzas sobre el cohete: en color rojo el empuje y en color azul el peso. El empuje permanece constante, el peso va disminuyendo a medida que se va quemando el combustible.
Si el peso inicial del cohete (carga útil más combustible) m0·g es mayor que el empuje proporcionado por la expulsión de los gases u·D, el cohete quema el combustible sin despegar, hasta el momento en el que el peso se hace igual o menor que el empuje.
Una vez que despega, el cohete agota el combustible en el instante t, cociente entre la masa combustible y el combustible quemado por segundo.
- En la parte derecha del applet, se representa la velocidad del cohete en función del tiempo.
- En la parte izquierda del applet, observamos la altura del cohete en función del tiempo.