Galileu Galilei

" A Religião nos diz como chegar ao Céu, não como o Céu chegou lá ".

   Citação de Galileu que motivou a decisão da inquisição, com ela Galileu tentou separar a Igreja do Estado não obtendo exito, também influênciou diretamente seus estudos vinculados com o heliocentrismo (Nicolau Copérnico).

UM FOGUETE DE GARRAFAS PET

Neste trabalho descreve-se a construção de um foguete utilizando garrafas descartáveis de refrigerante (PET) de 2 L e a montagem de um sistema de propulsão que funciona com água e ar comprimido. Mostra-se também vários fatores que influenciam na estabilidade do foguete durante o vôo, como a obtenção e relação entre centro de massa e centro de pressão. Apresenta-se ainda a teoria envolvida durante o lançamento por meio de algumas aproximações, mostrando a aplicabilidade de assuntos comuns no ensino médio como segunda e terceira leis de Newton, conceitos de momento linear e velocidade relativa.

Material Utilizado

·         2 garrafas descartáveis de refrigerante (PET) de dois litros. Utilize somente PET, pois este material pode suportar altíssimas pressões internas

·         placa pluma ou isopor de alta densidade (facilmente encontrada em supermercados na forma de bandejas para embalagem de alimentos)

·         fita adesiva transparente

·         1 rolha de cortiça grande

·         1 válvula de pneu de bicicleta

·         1 tubo de caneta vazio

·         1 mangueira com até 6 mm de diâmetro

·         1 bomba de encher pneu de bicicleta

·         Veda rosca

 

Foguete

As duas garrafas PET são os principais componentes do foguete, pois serão utilizadas para a construção da sua fuselagem, que é composta pela câmara de combustão (que chamaremos de câmara de compressão) e pelo nariz, região frontal do foguete.

 Para a câmara de compressão utilizaremos uma garrafa inteira sem alterações. Esta é a parte do foguete em que estará contido o seu combustível (a água). Para o nariz, utilizaremos apenas a parte de cima da garrafa, cônica, como mostra a Fig. 

Essa peça tem a função de minimizar o atrito do ar durante o vôo do foguete, fornecendo ao mesmo um formato mais aerodinâmico. Em seguida, fixe a parte cônica no fundo da outra garrafa inteira com a fita adesiva, conforme mostra a Fig.

 É importante que se tenha um bom alinhamento entre estas partes , para que não haja maiores complicações durante o vôo.

O próximo passo é a construção das aletas do foguete; elas são fundamentais para sua estabilidade durante o vôo. Pegue as bandejas de isopor de alta densidade e recorte-as no formato que venha a diminuir o atrito com o ar, de modo que eles se encaixem na parte cônica da garrafa inteira.

            Utilizando a fita adesiva, fixe as quatro aletas na parte cônica da garrafa inteira, na região inferior do foguete, de modo que fiquem bem alinhadas duas a duas como se fossem imagens especulares.

Sistema de propulsão

O sistema de propulsão consta da base de lançamento e o aparato de pressurização

que será conectado à câmara de compressão do foguete.

Pegue a rolha de cortiça e faça um furo com diâmetro um pouco menor que o diâmetro externo da mangueira, para que a mesma passe pelo furo e fique bem justa. Deixe a mangueira com uma ponta sobrando e encaixe o tubo de caneta nesta ponta apesar de não ser essencial, esse tubo tem a função de evitar alguns incômodos, como não deixar entrar água na bomba ou evitar que a mangueira escape da rolha, pois seu encaixe provoca um estrangulamento na ponta da mangueira. Esse conjunto será encaixado no bocal da garrafa e é importante que fique firme, pois será a parte do sistema de propulsão que suportará o aumento da pressão interna do foguete. Encaixe a válvula de pneu de bicicleta na outra extremidade da mangueira, de maneira que a mesma fique bem encaixada na bomba de encher pneus.

A construção da base de lançamento foi feita com tubos e conexões de PVC na forma de tripé. Foram utilizados três cotovelos de 45° e duas junções em T, sendo que a da parte central, onde o foguete se apóia, foi perfurada para a passagem da mangueira com a rolha. Os canos são de medida proporciona o encaixe perfeito do bocal da garrafa na junção em T. No entanto não foi colada  as junções para que se tenha liberdade de ajuste da base em locais irregulares, fazendo com que o foguete fique na vertical e também permitindo diferentes inclinações para lançamentos oblíquos.

Lançamento

O vôo de um foguete real se dá pela queima de combustível. A explosão faz com que haja ejeção dos gases provenientes da combustão em sentido contrário ao do movimento do foguete, impulsionando- o para frente. Na nossa montagem, a água substitui os gases quentes e sua ejeção se dá pela compressão do ar em vez de explosão. Para o lançamento do foguete siga os seguintes passos:

1° - Pegue o foguete e preencha-o com um pouco de água. Procure otimizar a quantidade para maior ascensão do foguete, pois acrescentando-se muita água ele ficará pesado, dificultando sua subida; com pouca água não haverá propulsão suficiente para subidas longas.

2° - Em seguida encaixe a rolha com o tubo de caneta no bocal da garrafa, vedando- a para que a água não derrame. A rolha deve ficar bem apertada, pois esse será um dos fatores mais importantes para maior ascensão do foguete.

3° - Feito isso é só bombear o ar para dentro da câmara de compressão até que o foguete seja lançado. Um esquema final da montagem está ilustrado na Figura.

Mas qual a física envolvida no lançamento? O que temos é uma aplicação direta da conhecida lei da ação e reação ou terceira lei de Newton. Ao bombearmos o ar para dentro da câmara de compressão, o mesmo vai se comprimindo e exercendo uma força (pressão) cada vez maior sobre a superfície da água ali contida. No momento em que essa força se torna maior que a força de atrito que mantém a rolha presa à garrafa, a rolha e a água saem com uma velocidade muito grande, ação, fornecendo ao foguete um impulso vertical em sentido contrário e possibilitando o seu vôo, reação, ou seja, a água dá um “empurrão” no foguete, ou seja,  há uma transferência de momento linear da água para o foguete.

 

Com essa a atividade experimental, é possível abordar diversos conteúdos do ramo da ciência, sendo notório a facilidade de manuseio do experimento em si. Existe uma necessidade de atividades experimentos para auxilio no processo de ensino aprendizagem, visto a aproximação da ciência ao cotidiano facilitando um melhor entendimento do conhecimento cientifico.