Foguete de garrafa PET (SEM USAR ÁGUA COM AR COMPRIMIDO

(conteudo retirado da atividade pratica da OBA 2010)

Abaixo, damos uma orientação genérica sobre como construir e lançar um foguete constituído de uma garrafa PET (de 1,5
litros ou mais). Todos os alunos (ou grupos de alunos do ensino médio) deverão construir e MELHORAR o foguete que
descrevemos abaixo, tal que o mesmo vá o mais longe possível.
A distância deve ser medida entre o local de lançamento e o local de IMPACTO ao longo da horizontal.
Cada escola só pode enviar o MELHOR resultado de cada categoria. Os resultados serão enviados junto com
os resultados das provas da XII OBA, juntamente com uma rápida descrição do foguete e da forma de lançamento usado
(incluir fotos e ou filmes dos foguetes e dos lançamentos – é absolutamente fundamental identificar tudo).
Para que haja possibilidade de comparação dos resultados não podemos aceitar lançamentos com água e ar
comprimido mecanicamente.
Regra básica de segurança: NUNCA lance ou permita que lancem foguetes, mesmo de canudo de refrigerante ou
garrafa PET, na direção de pessoas, animais, carros, casas, etc. Estas atividades devem ser sempre supervisionadas por
adultos!
Introdução: Foguetes são veículos espaciais que podem levar cargas e seres humanos para muito além da atmosfera da
Terra e permanecer em órbita ao redor desta.
Teoria: Os foguetes funcionam queimando combustível sólido ou líquido e ejetando o resultado desta queima em
altíssima velocidade na direção oposta àquela em que se quer que o foguete vá. Este é o princípio de uma famosa lei da
Física chamada “ação e reação”. Nesta atividade vamos usar este princípio!
Partes básicas de um foguete.
Introdução:
Combustível. A maioria dos foguetes atuais funciona com combustíveis propulsores sólidos ou líquidos. O
combustível é o produto químico que o foguete queima de dentro para fora, mandando massa para fora do
escapamento com uma freqüência e velocidade muito grandes. Isto resulta em um forte empuxo. Na III OBFOG
só usaremos água (ou vinagre, ou coca cola) e bicarbonato de sódio. Não será permitido usar ar comprimido.
Bocal. O objetivo do bocal é aumentar a aceleração dos gases à medida que deixam o foguete, e assim
melhorar o empuxo. Ele faz isso diminuindo a abertura pela qual os gases podem escapar. Neste trabalho, os
bocais são o gargalo da garrafa pet.
Centro de massa. Toda matéria, sem importar seu tamanho, massa ou forma, tem um ponto interno chamado
centro de massa (CM) ou centro de gravidade. O CM de uma vassoura, por exemplo, é o ponto no qual
devemos apóia-la para que não gire para nenhum lado.
Centro de pressão. O centro de pressão (CP) existe somente quando o ar está passando pelo foguete em
movimento. O ar em movimento bate com maior força na cauda do que na ponta, e, portanto, a cauda sofre um
“arrasto” ou resistência maior. Esta também é a razão para a cauda ter maior área do que a “ponta” do foguete.
O centro de pressão está entre o centro de massa e a cauda do foguete. É importante que o centro de pressão de
um foguete esteja mais próximo da cauda e o centro de massa mais perto do bico. Se estiverem no mesmo lugar
ou muito próximos um do outro, o foguete apresenta vôo instável.
Aletas. As aletas de um foguete servem para estabilizar o vôo, ou seja, direcionando a trajetória do foguete. As
aletas podem ser fabricadas em material leve e podem ser finas, acrescentando pouco peso ao foguete. A área
de superfície grande das aletas mantém o centro de pressão atrás do centro de massa resultando em um vôo
estável

A construção do foguete de garrafa PET.
O bico do foguete. Corte uma garrafa de refrigerante a 15cm do gargalo. Coloque aproximadamente 250g de
areia num saco plástico e passe-o pelo interior do bico da garrafa até fixar o saco na parte superior do bico
através do fechamento da tampa sobre o excesso de plástico do saco, conforme mostra a figura 1.
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Figura 1. Peças e montagem do bico do foguete.
Aletas. Antes de iniciar o corte da aleta, faça um retângulo com 1cm de base e altura igual à da aleta que servirá
para fixar a aleta no foguete, como mostra a figura 2. A partir da extremidade direita da base do retângulo, faça
a aleta triangular com 7cm de base e 10cm de altura. Faça um corte a 5cm da altura da aleta na parte retangular,
como mostra a figura 3. Dobre 1cm para o lado esquerdo e 1cm para o lado direito, conforme figura 4.
O foguete. Encaixe o bico do foguete e fixe-o no fundo de outra garrafa de refrigerante de modo que obtenha
dois bicos, um com o saco de areia e outro sem o saco de areia que será o bocal. Fixe também três aletas
dispostas a 120º na parte inferior do corpo do foguete, ou seja, no final da parte cilíndrica da garrafa de
refrigerante, conforme a figura 5.
Figura 5. Foguete com bico, aletas e “bocal”.
O tubode lançamento. Corte um pedaço de cano de aproximadamente 21cm de comprimento e ½” de
diâmetro, roscável ou marrom soldável. Em uma de suas extremidades faça rosca de aproximadamente 1cm e
coloque um “plug” (utilize fita veda rosca para vedação) ou “cap” se for tubo marrom soldável, ou seja, vede
completamente uma das extremidades do cano. A 5cm do final da rosca faça um sulco de aproximadamente
2mm de profundidade, com uma lixa de ferro, na parede externa do tubo, onde encaixará um anel de vedação
do tipo o-ring, como mostra a figura 6. Enfie a boca deste cano na boca da garrafa a qual já deverá estar com a
água (ou o vinagre) e a “trouxinha de bicarbonato de sódio – este poderá até estar dentro do próprio cano”.
Devido à presença do anel de borracha o cano passa sob forte pressão pela boca da garrafa e veda
completamente a passagem do vinagre (ou água). A figura 7 mostra o foguete já montado, ou seja, o bico com o
saquinho de areia (próximo à mão da pessoa) e o “bocal” já com o cano dentro.
O combustível do foguete.
Lembre-se: você NÃO pode usar combustíveis explosivos ou inflamáveis!!
Coloque água ou vinagre (ou suco de limão no lugar do vinagre) na garrafa (o
quanto de cada você deve descobrir). Coloque uma colher (ou mais) de
BICARBONATO DE SÓDIO (ou fermento em pó “pó Royal”) dentro da
“trouxinha” e esta dentro da garrafa. Em seguida enfie o tubo na garrafa e fixe o
sistema na PLATAFORMA DE LANÇAMENTO e SAIA DE PERTO (pode
espirrar água com vinagre em você)!!! Depois de alguns minutos o gás gerado
pressiona a água (ou vinagre) e, após a contagem regressiva puxa-se a cordinha
que libera a garrafa. O gás expulsará a água (ou vinagre) e o foguete irá na
direção oposta!! Se não tiver bicarbonato pode usar comprimido Sonrisal, ou
Alka-Seltzer, ou Sal de Fruta ENO, ou sal de Andrews, pois todos eles possuem
bicarbonato de sódio, o qual em contato com a água forma gás, mas também em
contato com o vinagre (ou suco de limão) forma ainda MAIS GÁS! Atenção: não
aceitaremos concorrentes que usarem ácido acético puro!
Plataforma de lançamento.
Isto é algo que você vai ter que inventar. Por segurança você só pode soltar este
foguete se houver uma plataforma de lançamento que permita que se faça uma
contagem regressiva e só se libere o foguete se houver segurança e quando se
desejar. Nas Fig. 8a,b,c,d mostramos uma sugestão de como pode ser a base. É
fundamental ter a torneira, pois quando o foguete não é lançando, deve-se liberar
a pressão interna abrindo-se a torneira. Ao se puxar o fio ele abaixa o cano (de 4
cm de diâmetro e de comprimento) e este libera a garrafa. Esta é só uma sugestão.
Você deve inventar a sua plataforma de lançamento. O bico metálico que aparece
na extremidade do cap das fotos 8 não é necessário, pois ele só é usando quando
se lança o foguete usando ar comprimido e isso não será usado na IV OBFOG. A base de lançamento mostrada na Fig. 8 é
muito leve, por isso deve-se colocar uma grande pedra sobre ela para que não caia quando se puxa o cordão que libera o
foguete. Não se usando o bico metálico, não se precisa do “T”, basta uma luva para conectar o cano que fica dentro da
garrafa e a torneira. Ou seja, fica ainda mais simples, barato e compacta a sua base de lançamento.

(quem quiser ver as fotus só pedir o material original pelo e-mail breh.evelyn@hotmail.com)