Recommended
More Related Content
What's hot
Similar to Física mecánica en los cohetes lee joel rivera guzmán
Similar to Física mecánica en los cohetes lee joel rivera guzmán (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
Física mecánica en los cohetes lee joel rivera guzmán
- 1. Física Mecánica en los Cohetes Lee Joel Rivera Guzmán
- 2. ¿Qué es un cohete? Es un vehículo aeronave o nave espacial que esta constituido por un motor donde obtiene su empuje por la reacción de la expulsión rápida de gases de combustión. Es utilizado para el transporte de satélites, suministros espaciales, astronautas o proyectiles dirigidos o balísticos. Sistema: Esta conformado por carga útil, sistemas de guía, propulsión (1, 2 y 3 etapas), motores y estructura.
- 3. III Etapa II Etapa I Etapa Torre Salvamento Carga Útil Contenedor LEM Unidad Instrumentos Cono de Empalme Anillo de empalme Estabilizadores Motores
- 4. Aplicación 1º Ley de Newton - Inercia Explica que si la fuerza total o resultante que actúa sobre un cuerpo, si esa fuerza es 0, quiere decir que todas las fuerzas sobre el se ANULAN, decimos que el cuerpo o en éste caso el cohete está o en reposo o MRU. Fuerza Motor Peso 𝑀𝑅𝑈 → 𝑎 = 0 Peso = Fuerza Motor g F. Normal 𝑅𝑒𝑝𝑜𝑠𝑜 → 𝑃 = 𝐹 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙
- 5. Aplicación La fuerza total y resultante que actúa sobre un cuerpo en este caso el cohete, va a ser igual a la masa de ese cuerpo por la aceleración. Veremos como se aplica esta ley al movimiento del cohete. 2º Ley de Newton - Fundamental F. peso F. Empuje Propulsión F. Resultante Acelera hacia arriba 𝐹𝑟 = 𝑚𝑐 × 𝑎𝑐 𝑎 = 𝐹𝑟 𝑚𝑐 𝐸. 𝑃 =? 𝐸. 𝑃 = 𝐸𝑝 − 𝑃 = 𝑚 × 𝑎 𝐸. 𝑃 = 𝐹𝑟 + 𝑃 → (𝑚 × 𝑔)
- 6. Si hay un cuerpo que hace una fuerza sobre un segundo cuerpo entonces, el segundo cuerpo hace instantáneamente la misma fuerza sobre el primer cuerpo. Aplicación 3º Ley de Newton – Acción y Reacción → 𝐹1 −𝐹1 𝐹2 −𝐹2 = 𝐹12 = −𝐹21 F. Gases sobre el Cohete Peso E.P. F. Cohete sobre gases
- 7. Velocidad de Escape Si yo tengo un objeto y lo lanzo hacia arriba, con cierta velocidad inicial, regresara a la superficie terrestre. ¿Por qué ocurre esto? r 𝑉𝑓 = 𝑉 𝑜 − 𝑔𝑡 𝐸. 𝑀 = 0 𝐸. C + E. P = 0 1 2 𝑚. 𝑉2 𝑒𝑠𝑐 − 𝐺𝑀𝑚 𝑟 = 0 𝑉𝑒𝑠𝑐 = 2𝐺𝑀 𝑟 𝑉𝑒𝑠𝑐 = 2(6,67×10−11𝑁𝑚2 𝐾𝑔2×5,98×1024𝐾𝑔) 6370×103𝑚 = 11.190,7 𝑚 𝑠 11.2 𝑘𝑚 𝑠
- 8. → 𝑉 𝑣 + 𝑑𝑣 𝑚 − 𝑑𝑚 𝑢 𝑑𝑚 𝑚 𝑡 𝐹 = 𝑚𝑎 𝑃 = 𝑚𝑣 𝐹= 𝑑𝑝 𝑑𝑡 𝑃𝑡 = 𝑚𝑣 Momento lineal inicial 𝑃𝑡 + 𝑑𝑡 = (𝑚 − 𝑑𝑚)(𝑣+dv)+dm(𝑣 + 𝑢) 𝑃𝑡 + 𝑑𝑡 − 𝑝𝑡 = 𝑚𝑣 + 𝑚𝑑𝑣 − dm𝑣 − dmd𝑣 + dm𝑣 − dm𝑢 − m𝑣 d𝑝 = md𝑣 − dm𝑢 𝑣: 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜ℎ𝑒𝑡𝑒 𝑢: Velocidad del combustible respecto al cohete 𝑣- 𝑢: Velocidad del combustible respecto a la Tierra
- 9. 𝑑𝑝 = m 𝑑𝑣 𝑑𝑡 − 𝑢 𝑑𝑚 𝑑𝑡 𝐹 = 𝑑𝑝 𝑑𝑡 𝐹 = −𝑚𝑔𝑘 𝑉 = 𝑉𝑘 𝑈 = −𝑢𝑘 𝐹 = 𝑚 𝑑𝑣 𝑑𝑡 −𝑢 𝑑𝑚 𝑑𝑡 −𝑚𝑔 = 𝑚 𝑑𝑣 𝑑𝑡 + 𝑢 𝑑𝑚 𝑑𝑡 −𝑚𝑔𝑑𝑡 = 𝑚𝑑𝑣 + 𝑢 𝑑𝑚 −𝑚𝑔𝑑𝑡 𝑚 = 𝑚𝑑𝑣 𝑚 + 𝑢 𝑑𝑚 𝑚 −𝑔 0 𝑡 𝑑𝑡′ = 𝑣𝑜 𝑣𝑓 𝑑𝑣 + 𝑢 𝑚0 𝑚𝑓 𝑑𝑚 𝑚 −𝑔𝑡 = 𝑣𝑓 − 𝑣𝑜 + 𝑢 𝑙𝑛 𝑚 𝑚𝑓 𝑚𝑜 −𝑔𝑡 = 𝑣𝑓 − 𝑣𝑜 + 𝑢 𝑙𝑛 𝑚𝑓 − 𝑢 𝑙𝑛 𝑚𝑜 −𝑔𝑡 = 𝑣𝑓 − 𝑣𝑜 + 𝑢 𝑙𝑛 𝑚𝑓 𝑚𝑜 𝑣𝑓 = 𝑣𝑜 − 𝑔𝑡 + 𝑢 𝑙𝑛 𝑚𝑜 𝑚𝑓
- 10. 𝑣𝑓 = 𝑣𝑜 − 𝑔𝑡 + 𝑢 𝑙𝑛 𝑚𝑜 𝑚𝑓 𝑉𝑜 = 0 𝑚 𝑠 ; 𝑡 = 1 100 𝑠 ; 𝑔 = 9,8 𝑚 𝑠2 𝑢 = 1 𝑘𝑚 𝑠 = 1000 𝑚 𝑠 ; 𝑀𝑜 = 1 ; 𝑀𝑓 = 0,1 𝑉𝑓 = 2302 𝑚 𝑠 ; le gana a − 𝑔𝑡
- 11. Ejemplo r h 𝑔 = 𝐺𝑀 (𝑟 + ℎ)2 𝐹𝑔 = 𝐺𝑀𝑚 (𝑟 + ℎ)2 ; 𝑃 = 𝑚. 𝑔 El cohete está a 400 km de la tierra, es de h = 400.000 m 𝑔 = 6,67 × 10−11 × 5,98 × 1024𝑘𝑔 (6371 𝑘𝑚 + 400 𝑘𝑚)2 𝑔 = 8,7 𝑚 𝑠2 la gravedad disminuyó. 𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠2 en la Tierra 𝑔 = 𝐺𝑀 (𝑟 + ℎ)2 𝑔 = 0 𝑚/𝑠2 𝐺𝑀 (𝑟 + ℎ)2 = 𝑔