Testando Nosso Foguete de Garrafa PET!

Neste post, vamos documentar o lançamento teste do nosso foguete de garrafa PET. Utilizando materiais básicos, construímos um foguete simples e registramos o processo do lançamento. Acompanhe os desafios enfrentados e os resultados obtidos.

 Imagem 1: Foto do foguete montado na base

Acima está a imagem do foguete de garrafa PET montado na plataforma de lançamento, com as aletas de papelão fixadas firmemente na base inferior da garrafa. A base de lançamento, feita de tubo de PVC, está bem ancorada no chão. A bomba de ar está conectada à base, pronta para pressurizar o foguete.

 

Procedimento do Lançamento

O lançamento do foguete foi feito em um campo aberto para evitar acidentes e garantir segurança. Abaixo está a sequência dos passos realizados:

 

 Imagem 2: Local de lançamento

1. Preparação do Combustível:

   • Pressurização com Ar: Utilizamos uma bomba de ar para pressurizar o interior da garrafa PET. Ao bombear ar dentro da garrafa, aumentamos a pressão interna, preparando-a para o lançamento.

2. Lançamento:

   • Ativação do Gatilho: Após pressurizar a garrafa com a bomba de ar, puxamos o gatilho da base para liberar o foguete. A pressão interna rapidamente expulsou o ar comprimido no interior do foguete, impulsionando o foguete para cima.  
     

 

Vídeos dos Lançamentos

Gravamos vídeos dos lançamentos em ângulos de 45 e 85 graus para analisar a performance do nosso foguete de garrafa PET. Nos vídeos do lançamento a 45 graus, o foguete segue uma trajetória parabólica, alcançando uma boa altura e cobrindo uma distância significativa no solo. 

Vídeo 1: Lançamento com ângulo de 45 graus 

Já nos vídeos do lançamento a 85 graus, o foguete sobe quase verticalmente, atingindo uma altura máxima maior, mas cobrindo menos distância horizontal. As filmagens em alta definição capturam detalhes essenciais da estabilidade e eficiência do voo, fornecendo dados valiosos para futuros ajustes e melhorias no design do foguete.

 

Vídeo 2: Lançamento com ângulo de 85 graus

 

Desafios Enfrentados

Durante o processo de construção e lançamento, encontramos alguns desafios:

• Estabilidade do Foguete: Inicialmente, as aletas de papelão não estavam alinhadas corretamente, o que causou uma trajetória instável.
  
• Vazão de Ar na Base: A base de lançamento não estava vedada adequadamente, permitindo a fuga de ar e comprometendo a pressão necessária para o lançamento.
• Encaixe da Bomba de Ar: O encaixe da bomba de ar apresentava vazamentos, dificultando a pressurização adequada do foguete.

Análise e Cálculo do Lançamento!

Nesta subseção, examinamos os resultados do lançamento do nosso foguete de garrafa PET. Vamos apresentar os dados coletados e os cálculos realizados para avaliar seu desempenho.

Resultados Obtidos

O lançamento do nosso foguete de garrafa PET foi um sucesso com os seguintes resultados observados a partir do software Tracker:

 

 Gráfico do tempo por metros:

 

]

Gráfico de metros por tempo:

 

Trajetória do lançamento horizontal:

Trajetória do lançamento vertical:

Gráfico e modelo obtido do lançamento vertical:

 Gráfico e modelo do lançamento horizontal:

1.  Altura máxima que o foguete alcança:

   • Vertical: 10 m
   • Horizontal: 4 m
     

2. Melhor ângulo para alcançar a distância máxima:

   • 45 graus

3. Tempo de voo:

   • Vertical: 3.5 s
   • Horizontal: 2 s

4. Velocidade nos eixos x e y na altura máxima:

   • Na altura máxima (y = 0 m/s):
     • Vertical:
       • $y_{}:$ m/s
       • x: 4 m/s
     • Horizontal:
       • $0$ m/s
       • x: 13 m/s

5. Velocidade do foguete ao sair do solo:

   • 25 m/s
     

 

Modelos aproximados conforme software Tracker:

Modelo vertical: y = -5.24x^2 + 14.4x + 0.42

Modelo horizontal : y = -5.35x^2 + 11x+ 0.41

Conclusões

Com base nos dados coletados dos lançamentos de foguetes de garrafa PET com pressurização de ar a 45 graus e 85 graus, conclui-se que o ângulo de lançamento influencia diretamente o desempenho dos foguetes. 

Os lançamentos a 45 graus demonstraram maior eficiência em alcançar distâncias horizontais significativas, enquanto os lançamentos a 85 graus resultaram em trajetórias mais verticais, porém com alcance horizontal reduzido. 

Esses resultados objetivos destacam a importância crítica da precisão no ângulo de lançamento para otimizar o voo dos foguetes de garrafa PET, oferecendo insights valiosos para pesquisas futuras em aerodinâmica e engenharia de foguetes.

Este projeto proporcionou um aprendizado valioso em várias áreas de conhecimento essenciais. Na física, exploramos princípios como a trajetória de projéteis e a influência da gravidade sobre o movimento dos foguetes. Em engenharia, aprendemos sobre aerodinâmica básica, ajuste de pressurização de ar e a importância da construção precisa para garantir estabilidade e eficiência nos lançamentos. 

Além disso, o projeto promoveu o desenvolvimento de habilidades práticas, como o cálculo de volumes e pressões ideais para maximizar a altura e a distância percorrida pelos foguetes. Essa experiência interdisciplinar não apenas expandiu nosso entendimento teórico, mas também fortaleceu nossa capacidade de aplicar conceitos científicos na prática, essencial para futuras explorações e experimentos.

 

 

Referências

Borges, A. (2013). Os aspectos físicos e matemáticos do lançamento do foguete de garrafa PET. PIBID Física, Universidade Federal de Pelotas. Recuperado de https://wp.ufpel.edu.br/pibidfisica/files/2013/03/OS-ASPECTOS-F%C3%8DSICOS-E-MATEM%C3%81TICOS-DO-LAN%C3%87AMENTO-DO-FOGUETE-DE-GARRAFA-PET.pdf

Universidade de Caxias do Sul. (n.d.). Tutorial montagem foguete. Recuperado de https://www.ucs.br/site/midia/arquivos/tutorial-montagem-foguete.pdf

Canal UCS (Produtor). (2016, 7 de dezembro). Como construir uma base para lançamento de foguetes [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=JNFAAksbO08

Universidade de Caxias do Sul. (n.d.). Tutorial base lançamento. Recuperado de https://www.ucs.br/site/midia/arquivos/tutorial-base-lancamento.pdf

Física 2015: Kyamamoto, Thiago. "Lançamento Oblíquo." Blogspot, 15 de julho de 2015, https://fisica2015-thiagokyamamoto.blogspot.com/2015/07/lancamento-obliquo.html.