1. Introdução Teórica

Quando falamos em foguetes sempre nos vem à cabeça um objeto com uma grande velocidade que deixa para traz apenas um rastro de fogo. Mas sabemos que há muito por traz dessa simples imaginação. Acostumamo-nos a falar que um objeto esta vazio, por exemplo: “o copo esta vazio” ou “a garrafa esta vazia”. E o que seria o vazio? Vazio é a ausência de matéria, é o vácuo. Não podemos dizer que uma garrafa esta completamente vazia, pois há em seu interior ar atmosférico, e é o que observamos nessa experiência: a reação dos gases que ocupam espaço dentro da garrafa com o álcool, dentre outros conceitos que falaremos mais adiante.

2. Objetivo

• Entender os conceitos que atuam em um foguete, como a 3ª Lei de Newton (ação e reação), conservação de energia e energia de ativação;
• Mostrar o funcionamento de um foguete de propulsão a gás (utilizando a reação de combustão interna).

3. Material e Método

3.1 Materiais Utilizados

• Uma garrafa PET de 2 litros;
• Álcool;
• Fósforo ou isqueiro;
• Linha de Nylon;
• Canudo de milk shake;
• Liga de dinheiro ou fita gomada.

3.2 Procedimentos

3.2.1. Corte o fundo da garrafa com o diâmetro de um lápis, aproximadamente. Tenha cuidado ao cortar o fundo da garrafa para não deixar o diâmetro muito largo;

3.2.2. Utilize dois elásticos de dinheiro para prender o canudo à garrafa;

32.3. Feito isso, amarre o fio de nylon nas extremidades de uma parede para ficar mais fácil de visualizar a experiência, deixando apenas uma ponta do fio de nylon solta;

3.2.4. Agora coloque o fio nylon dentro do canudo e amarre-o na outra extremidade da parede;

3.2.5. Retire a tampa da garrafa e borrife uma pequena quantidade de álcool no interior da garrafa (basta duas borrifadas)

3.2.5. Balance um pouco a garrafa para que ela esteja grande parte molhada pelo álcool;

3.2.6. Feito isso, tampe-a e coloque a chama próxima ao furo da garrafa e observe o momento do lançamento do foguete;

3.2.7. Tenha cuidado para não se queimar durante a experiência, é importante que mantenha uma distante boa da chama e não o lancem na direção de pessoas ou animais.

4. Explicação teórica

Quando falamos em foguetes devemos lembrar-nos do principio físico que viabiliza seu funcionamento que é a terceira Lei de Newton, que estabelece o seguinte: “Sempre que um objeto exerce uma força sobre um outro objeto, este exerce uma força igual e oposta sobre o primeiro”, temos uma falsa concepção muito comum que é a de que um foguete é repelido pelo impacto dos gases ejetados contra a atmosfera. O que acontece realmente é que à medida que ele vai recuando também acelera em decorrência da força de reação dos gases da combustão que são ejetados por ele. A partir dessas informações poderemos entender o que acontece nessa experiência. Primeiro devemos considerar que a garrafa PET não estava vazia, pois todo o seu interior é preenchido por ar atmosférico. O que ocorre no seu interior é uma reação entre as moléculas de ar atmosférico (composto por vários gases, vapor d’água impurezas e fuligens) quando o álcool é adicionado na garrafa.

Essas moléculas se misturam, mas não se chocam, para reagirem é necessária uma energia de ativação, essa energia é dada pela chama do fósforo quando aproximada ao furo da garrafa. Dessa reação ocorre então uma combustão que é a reação química entre dois ou mais reagentes. Na reação de combustão é gerada uma explosão pelos gases produzidos na reação (gás carbônico e vapor d’água), estes ocupam um espaço muito grande no interior da garrafa provocando um deslocamento de gases.

Esses gases saem pelo furo da garrafa com uma força de intensidade igual à força que garrafa faz para expulsar os gases do seu interior, ou seja, a força que os gases fazem para sair pelo furo da tampa corresponde a força que a garrafa faz para expulsá-los na mesma direção, porém em sentido contrários. Podemos complementar incluindo a conservação de energia, pois o momentum que a garrafa sai por um lado e os gases por outro, se anulam. Ou seja, antes e depois do lançamento do foguete de garrafa PET o momentum é o mesmo, nada foi perdido nem ganhado, quando uma quantidade física mantém-se inalterada durante um processo dizemos que essa quantidade foi conservada.

5. Referências Bibliográficas

GADOTTI, Viviane Ribeiro Linguitte et al. Construindo Foguetes. Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=aas&cod=_exploracaoespacialexplor>. Acesso em: 21 de Maio 2014.

HEWITT, Paul G.. Física Conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002. 685 p.

MIRANDA, Vagner. Foguete a álcool. 2012. Disponível em: <http://vagnermirandaquimica.blogspot.com.br/2012/06/introducao-partir-desta-experiencia.html>. Acesso em: 21de