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4.4.1. Construimos nuestro primer cohete

Diccionario

Palanca

Imagen de una palanca de primer género o grado

Definición:

Mecanismo simple formado por un barra y un punto de apoyo. Permite multiplicar la fuerza

Ejemplo:

Un abrebotellas es un ejemplo de palanca de primer género.

Ergonómico

Imagen de un ratón de ordenador adaptado a la mano

Definición:

Se dice de la máquina o dispositivo que se adapta a las condiciones fisiológicas de la persona, para que sea más cómodo su uso.

Ejemplo:

El ratón que usas con el ordenador tiene una forma que se adapta a la palma de tu mano.

Fleje

Dibujo de un fleje mecánico

Definición:

Es un elemento mecánico capaz de almacenar energía mecánica de rotación para devolverla después.

Ejemplo:

¿Recuerdas esos juguetes que le dabas cuerda y al soltarla hacían algo?, eso es gracias a este sencillo elemento.

PET

Imagen del símbolo de los plástico PET

Definición:

El tereftalato de polietileno (PET), es un tipo de plástico muy utilizado como envase de bebidas carbonatadas (con gas) ya que es capaz de soportar grandes presiones.

Ejemplo:

Las botellas de refrescos con gas son de este tipo. Son aquellas que antes de abrirlas si las aprietas con las manos están muy duras.

Centro de gravedad

Imagen de un pájaro de juguete mostrando el centro de gravedad

Definición:

Es el punto de un objeto donde quedaría en equilibrio.

Ejemplo:

¿Has probado alguna vez a dejar un cubierto en equilibrio en el filo del plato? Cuando lo consigas, ese será el centro de gravedad del cubierto.

Barrena

Imagen de una barrena

Definición:

Herramienta manual que se utiliza para realizar perforaciones en la madera.

Ejemplo:

Si necesitas introducir un tornillo en la madera, te va a resultar más fácil si previamente realizamos un pequeño agujero con esta herramienta.

Retor dice Imagen de un dibujo que representa un cohete de agua Después de hacer un poco de memoria y recordar el cohete Saturno V, le ha llegado la hora a nuestro primer cohete de agua. Para empezar, te mostraré la construcción de una versión sencilla para que podáis hacer vuestras primeras pruebas.

Para este apartado, vuestro profesor/a os deberá de llevar a un aula o espacio específico, ya que deberéis trabajar con materiales y con herramientas.

Se que estáis deseando comenzar, pero antes deberéis aprender muchas cosas.

Esto comienza, ¡YA!

1. Los materiales y herramientas que vamos a utilizar

Imagen de unas herramientas

En cualquier proyecto de construcción el uso de herramientas y materiales es fundamental.

Como os comenté anteriormente, se pretende construir un modelo básico que nos permita ir adquiriendo experiencia y sobre todo que cualquier persona pueda construirlo.

Comenzamos.

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Herramientas básicas necesarias

Tijeras

Imagen de unas tijeras

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • Se utiliza para cortar diferentes tipos de materiales, siempre que no sean muy gruesos.
  • Están formadas por dos cuchillas de acero unidas en un punto común.
  • Es un mecanismo del tipo palanca de primer género.
  • Existen diferentes tipos: escolares, de podar, de peluquería, etc.

Normas de seguridad:

  • No utilizar en materiales duros.
  • No dar las tijeras a un compañero/a con la punta hacia adelante.
  • No usar la herramienta para otros fines.
  • Retirar la mano libre de la zona de corte.
  • Evitar usar la herramienta si presenta malas condiciones.

Cúter

Imagen de un cúter

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • Se utiliza para cortar diferentes tipos de materiales, siempre que no sean muy gruesos.
  • Están formadas por una cuchilla que se guarda en un mango.
  • Permite hacer cortes rectos con gran precisión.
  • Se debe usar junto a una regla preferiblemente metálica.

Normas de seguridad:

  • No poner los dedos de la mano libre en la dirección del corte.
  • No interrumpas a un compañero/a que esté usando esta herramienta.
  • Cuando no la estés utilizando, guarda la hoja en su interior.
  • No aprietes excesivamente al cortar, es preferible hacer varias pasadas.
  • Cambia la hoja del cúter cuando esté gastada. Consulta con tu profesor/a para realizar esta tarea.

Regla

Imagen de una regla de plástico

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • Se utiliza para medir o trazar líneas rectas.
  • Existen de diferentes medidas.
  • Para usarla con el cúter, es preferible que sea metálica.

Normas de seguridad:

  • No doblarla.
  • No golpar sobre la mesa u otro objetos
  • No usar la herramienta para otros fines.

Sierra

Imagen de una sierra de hoja fina

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • No confundas con el serrucho, en nuestro caso usaremos una sierra que tengas los dientes pequeños.
  • Recuerda, es importante que la hoja esté bien puesta. Consulta con tu profesor/a.
  • Se puede usar para cortar materiales duros como: plásticos duros, metales pequeños, maderas,...

Normas de seguridad:

  • No acerques la cara a la zona de corte.
  • Sujeta bien la pieza que vayas a cortar.
  • No intentes ir muy rápido.
  • No pongas la mano libre cerca de la zona de corte.
  • Cuidado de no cortar la mesa de trabajo.

Rotulador permanente

Imagen de un rotulador permanente

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • Se utiliza para dibujar sobre cualquier tipo de material.
  • Los trazos se pueden borrar con alcohol.
  • Es preferible, para tu proyecto, usar uno de punta fina.

Normas de seguridad:

  • Cuando no lo uses, pon el tapón en su sitio.
  • Cuidado con mancharte la ropa.
  • No aprietes excesivamente.

Punzón

Imagen de un punzón

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • Se utiliza para realizar perforaciones sobre superficies que no sean duras.
  • Están formadas por un mango ergonómico y una varilla de acero con la punta muy afilada.

Normas de seguridad:

  • No utilizar en materiales duros.
  • No dar la herramienta a un compañero/a con la punta hacia adelante.
  • No usar la herramienta para otros fines.
  • Retirar la mano libre de la zona de perforación.

Flexómetro

Imagen de un metro flexible o flexómetro

Características:

  • Es una herramienta manual.
  • Se utiliza para realizar mediciones de una forma cómoda.
  • Ocupa poco sitio y existen de diferentes amplitudes de medida.
  • Está formado por una carcasa y una cinta metálica graduada.
  • Tiene la capacidad de recogerse solo gracias un fleje interno.

Normas de seguridad:

  • No doblar la cinta metálica.
  • No realizar la recogida de la cinta metálica de forma brusca.
  • Para medidas pequeñas es preferible utilizar una regla graduada.

Imagen de un ratón de ordenador adaptado a la mano Definición:

Se dice de la máquina o dispositivo que se adapta a las condiciones fisiológicas de la persona, para que sea más cómodo su uso.

Ejemplo:

El ratón que usas con el ordenador tiene una forma que se adapta a la palma de tu mano.

Imagen de una palanca de primer género o grado Definición:

Mecanismo simple formado por un barra y un punto de apoyo. Permite multiplicar la fuerza.

Ejemplo:

Un abrebotellas es un ejemplo de palanca de primer género.

Dibujo de un fleje mecánico Definición:

Es un elemento mecánico capaz de almacenar energía mecánica de rotación para devolverla después.

Ejemplo:

¿Recuerdas esos juguetes que le dabas cuerda y al soltarla hacían algo?, eso es gracias a este sencillo elemento.

Materiales recomendados

Botellas de plástico

Imagen de dos botellas de plástico tipo PET

Descripción y uso:

  • Vas a necesitar dos botellas de plástico tipo PET. Muy importante que sean iguales.
  • Para nuestro cohete, es preferible que el cuerpo de la botella sea lo más recto posible. Evita las botellas con una silueta complicada.
  • No pierdas los tapones, los vas a necesitar.
  • Una de las botellas NO SE DEBE MANIPULAR, será el depósito de energía del cohete. Deberéis guardarla y no darle golpes.

Lámina de plástico

Imagen de láminas de plástico de diferentes colores

Descripción y uso:

  • Necesitaremos una lámina de plástico, con un tamaño A4 o menor es suficiente.
  • Este material es resistente al agua, fácil de cortar y flexible.
  • El color, el que más os guste.
  • Podemos conseguirlos fácilmente, de alguna libreta o agenda que ya no uses. Suele utilizarse en las encuadernaciones.
  • Tiene el inconveniente que no es fácil dibujar sobre este material.

Cartulina

Imagen de cartulinas de diferentes colores

Descripción y uso:

  • Todos/as conocemos este material. Es muy ligero y muy fácil de trabajar sobre él.
  • Permite dibujar fácilmente con lápiz.
  • Con un tamaño A4 es suficiente.

Plastilina

Imagen de una plastilina

Descripción y uso:

  • Permite cambiar de forma y adaptarse a espacios con facilidad.
  • Nos va a ofrecer un peso extra, si fuera necesario.
  • Necesitaremos muy poca cantidad. Seguro que en casa tenéis algún trozo que podáis usar.

Hilo

Imagen de una bobina de hilo

Descripción y uso:

  • El hilo lo usaremos en el paracaídas.
  • Es recomendable que no sea muy fino, para evitar que se enrede.
  • Podéis buscar en casa, seguro que podréis encontrar alguno que sea apropiado.
  • Con 5 metros hay más que suficiente.
  • Una opción es compartir el material con otros grupos.

Cinta adhesiva

Imagen de una cinta aislante

Descripción y uso:

  • Se suele utilizar en reparaciones eléctricas.
  • Es fácil de cortar y manipular.
  • Tiene el ancho perfecto para nuestro proyecto.
  • Resiste bien la humedad.
  • Podéis encontrarla con facilidad.
  • Necesitaréis muy poca cantidad, es una buena opción compartir.



Imagen del símbolo de los plástico PET Definición:

El tereftalato de polietileno (PET), es un tipo de plástico muy utilizado como envase de bebidas carbonatadas (con gas) ya que es capaz de soportar grandes presiones.

Ejemplo:

Las botellas de refrescos con gas son de este tipo. Son aquellas que antes de abrirlas si las aprietas con las manos están muy duras.

2. Ficha de control de herramientas y materiales


Antes de empezar es fundamental organizar nuestro grupo y para ellos es imprescindible saber cómo y quién va a traer el material necesario.

Para conseguir el éxito en vuestra empresa y no perder tiempo por no tener lo necesario os recomiendo, a vuestro grupo, que realicéis una ficha de control de herramientas y materiales.

Es muy sencillo, se trata de anotar en una hoja los materiales/herramientas que vais a necesitar y además, cómo los vais a conseguir. De esta forma cada componente de vuestro grupo sabrá lo que tiene que traer.

En la imagen de la izquierda tenéis un ejemplo. Si hacéis clic sobre ella podéis verlo mejor.

Pero si además tenéis problemas, podéis visitar a Lumen (el muñeco de la bombilla, está más abajo).

Lumen dice ¿Necesitáis ayuda con la ficha de control?

Bien, siempre estoy dispuesto a echaros una mano.

Aquí os dejo un documento autorrellenable, que luego podréis descargar o imprimir.






3. Si divides, vencerás

Imagen que representa las partes de un objeto Efectivamente, si dividimos en partes un trabajo es mucho más fácil y sencillo organizarnos.

Voy a aplicar esta técnica y te mostraré todas las partes que forman el cohete y ademas, te daré información y consejos muy útiles para su construcción sea un éxito.

A continuación tenéis toda la información, seguro que os resulta interesante.

¡Vamos a ello!

1. Botella de presión

Imagen de una botella de plástico PET

Información:

  • Esta botella es la parte más importante del cohete. En ella se almacenará el agua y el aire a presión.
  • Recuerda que podrá soportar más de 4 kp/cm2. ¡Esto significa que en cada centímetro cuadrado de la botella poner 4 kg de peso!, impresionante.

Consejos:

  • Debido a las altas presiones que soportará en el lanzamiento, es MUY IMPORTANTE cuidar esta botella y no manipularla.
  • El profesor/a antes del lanzamiento, deberá comprobar el estado de esta parte del cohete. En caso de apreciar algún desperfecto procedería a anular el lanzamiento.

2. Faldón

Imagen del faldón del cohete

Información:

  • El faldón  es una parte muy importante, le dará una correcta dirección al vuelo del cohete.
  • Si recuerdas, tenías dos botella PET. Una es la botella de presión que reservamos, la otra la puedes cortar por la zona más apropiada para obtener el cilindro sobre el cual montarás las aletas.

Consejos:

  • Utiliza la parte recta de la botella, de lo contrario tendrás problemas para fijar las aletas.
  • Marca con rotulador permanente la zona de corte.
  • Si envuelves la botella con una cartulina obtendrás una línea recta.
  • Piensa bien antes de cortar, luego no hay marcha atrás.

3. Aletas

Imagen que describe la alineación de las aletas en el faldón

Información:

  • La aleta juega un papel muy importante. Debes hacer 4 aletas iguales.
  • Las aletas debes hacerlas con una lámina de plástico de encuadernar.
  • Para recortarlas, puedes utilizar las tijeras o el cúter. No olvides ver las medidas de seguridad para utilizar el cúter.
  • Las aletas deberás  unirlas al faldón con cinta adhesiva.

Consejos:

  • Te recomiendo que dibujes primero la aleta en una hoja cuadriculada. Ahí te será más fácil hacer diferentes modelos.
  • No hagas formas muy complicadas, sobre todo líneas curvas. Recuerda que después deberás recortarlas.
  • Es muy importante que las aletas estén alineadas antes de unirlas al faldón.
  • A la izquierda tienes una imagen de cómo puedes hacerlo. Dibuja una cruz en una hoja y coloca el faldón en el centro, ya verás que fácil te resulta.

4. Depósito de lastre

Imagen del depósito de carga y cómo cortarlo

Imagen de cómo debe quedar el centro de gravedad en el cohete

Información:

  • Este elemento lo podéis obtener del resto de la botella que cortasteis para hacer el faldón.
  • El corte superior, lo debéis hacer con una sierra para metal. 
  • Dentro, pondremos el lastre. Utilizaremos plastilina para este objetivo.
  • El depósito de lastre deberá ir unido con cinta aislante a la botella de presión.
  • IMPORTANTE: La cantidad de lastre que deberás añadir será el necesario para que el centro de gravedad quede por encima del centro geométrico del cohete. Fíjate en la imagen inferior de la izquierda.

Consejos:

  • Para marcar las líneas de corte debes usar el rotulador permanente.
  • NUNCA uses el cúter cuando el material es duro.
  • Puedes usar el dedo de tu mano para comprobar dónde está el centro de gravedad de tu cohete. Cuando el cohete quede en equilibrio, ¡ese será el centro de gravedad!

5. Paracaídas

Imagen de un paquete de bolsas de basura

Información:

  • Para fabricar el paracaídas necesitarás un material muy ligero y resistente.
  • El plástico de las bolsas de basura puede ser un material adecuado. Recuerda que es difícil dibujar líneas sobre él.
  • Los hilos deberán ir colocados sobre el plástico lo más cerca posible al filo. Los puedes unir usando la cinta aislante.
  • Los hilos deben ir sujetos al depósito de lastre.

Consejos:

  • Dibuja primero en un papel el diseño del paracaídas.
  • Elige la forma geométrica que más te guste. Te recomiendo el círculo o el hexágono.
  • Intenta ser cuidadoso al cortar la figura del plástico.
  • El tamaño de la bolsa es suficiente, si lo haces mayor el cohete bajará más despacio.
  • Para aumentar la resistencia de la unión de los hilos, fíjate en el detalle de la imagen inferior de la izquierda. Si  haces clic sobre ella podrás verlo mejor.

6. Nariz del cohete

Imagen de un cono

Información:

  • Su misión es mejorar la aerodinámica del cohete.
  • Dentro irá guardado el paracaídas.
  • Debes construir con tu cartulina un cono que se ajuste de forma correcta al cohete.

Consejos:

  • No debes fijar demasiado este elemento al cohete,  de lo contrario puede ocurrir que no se desprenda al caer el cohete y no pueda salir el paracaídas.
  • Para mejorar su desprendimiento, puedes introducir en el cono, por dentro, un poco de plastilina.

Imagen de un pájaro de juguete mostrando el centro de gravedad Definición:

Centro de gravedad

Ejemplo:

¿Has probado alguna vez a dejar un cubierto en equilibrio en el filo del plato? Cuando lo consigas, ese será el centro de gravedad del cubierto.

Kardia dice ¿Te gustaria consultar un manual?

Siempre es interesante poder disponer de más información.

Te he buscado un manual muy muy interesante, algunos de sus datos son:

  • Título:  Cohetes de Agua, Manual del Educador.
  • Autores:  Ishii, Nobuaki; Endo, Sumio; Momose, Ichiro; Ishii, Masayuki; Endo, Yasuhiro; et al.
  • Editorial: Agencia Espacial Japonesa (JAXA).
  • Categoría: Ingeniería.
  • País: Japón.
  • Edición:  1ª Edición en español, 2008.
  • Páginas: 62 páginas.
  • Comentarios: Este manual, elaborado por la Agencia Espacial Japonesa (JAXA) y traducido por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), cuenta con instrucciones detalladas para elaborar cohetes hidropropulsados utilizando botellas de plástico y materiales fáciles de encontrar en casa. Es una buena forma de aprender sobre el funcionamiento básico de los cohetes e impulsar la curiosidad científica en los jóvenes.






Retor dice Imagen de un cohete desde la torre de lanzamientoYa habéis fabricado vuestro primer cohete de agua. Seguro que os lo habéis pasado genial.

Pero, ¿cómo lo lanzamos?

En el siguiente apartado te muestro cómo podéis hacerlo.

No os perdáis ningún detalle.

¡Vamos a ello!

4. Nos preparamos para el lanzamiento

Como ya has visto anteriormente, el cohete necesita dos ingredientes esenciales:

  • Agua. Debes llenar la botella de cargar del cohete 1/3 de agua. Ejemplo, si tu botella es de 1,5 L, deberás introducir aproximadamente 0,5 litros. Una vez completada esta tarea, coloca el tapón en la botella para evitar que se derrame.
  • Aire a presión. Debes llenar la botella de aire hasta que salte el tapón de presión, ¡entonces el cohete despegará!

Tapón de presión sin válvula de aire

Imagen del tapón de presión sin la válvula de aire

Información:

  • Este elemento lo puedes encontrar en las ferreterías.
  • Cualquier otro tipo de tapón os puede servir.
  • Medidas:
    • Diámetro cabeza: 25,7 mm.
    • Diámetro de ajuste con la botella: 23,1 mm.
    • Longitud máxima: 27,8 mm.
    • Diámetro interno: 14,1 mm.
    • Longitud de penetración en la botella: 19,6 mm.

Consejos:

  • Intenta no deformar las pestañas de ajuste.
  • Antes del lanzamiento, reseca el tapón para mejorar el ajuste.

Válvula de aire

Imagen de la válvula de aire convencional

Tapón de presión con la válvula colocada

Información:

  • Esta válvula de aire es fácil de encontrar, en ferreterías o centros comerciales se puede encontrar con facilidad.

Consejos:

  • Debes introducirla en el tapón de presión como se muestra en la figura de la izquierda.

Bomba aire

Imagen del tapón de presión sin la válvula de aire

Imagen del detalle de conexión de la bomba de aire a la válvula de aire

Información:

  • También se conocen como bombín o infladores.
  • Se suelen utilizar para inflar las ruedas de las bicicletas o balones de aire.
  • Estos modelos permiten ejercer la suficiente fuerza para usarlos en nuestro proyecto.
  • Suelen llevar varias boquillas que se adaptan a diferentes tipos de válvulas.
  • En la imagen inferior puedes ver el detalle de conexión con la  válvula de aire.

Consejos:

  • Cuando lo uses, coloca correctamente los pies sobre el  inflador.
  • Vigila la presión de inflado, no superes los 5 Kp/cm2.
  • Intenta alejarte lo máximo posible del cohete.

Medidas de seguridad:

  • Usar unas gafas de seguridad para proteger tus ojos.
  • Usar guantes de seguridad para proteger tus manos.

Kardia dice ¿Te atreves a construir la plataforma de lanzamiento?

Ya has visto todo lo que necesitas para cargar de presión tu cohete.

Pero, tu cohete necesita un lugar adecuado para el lanzamiento.

Te he preparado la construcción, sencilla, de una plataforma de lanzamiento. Es una idea inicial, tu puedes modificarla según tus necesidades.

Base superior

Imagen de los listones para la torre de lanzamiento

Imagen de la base de la lanzadera

Características:

  • Se ha elegido como material listones de madera de las medidas indicadas en la imagen de la izquierda.
  • Se unen mediante tornillos para madera.
  • El grosor de los listones no es relevante. Puedes usar los que tengas a mano.

Consejos:

  • La longitud de los tornillos debe ser la suficiente para llegar a los dos listones sin atravesarlos por completo.
  • Utiliza una barrena para iniciar los orificios.
  • No usar la herramienta para otros fines.
  • Usa el destornillador apropiado según los tornillos que utilices.
  • Evitar usar la herramienta si presenta malas condiciones.

Patas y bisagras

Imagen del detalle de colocación de las bisagras en la plataforma

Características:

  • Para la construcción de las patas utilizaremos:
    • 4 listones de 6 cm de ancho y 12 cm de largo.
    • 4 bisagras de 3,5 cm aproximadamente.
    • Tornillos para madera de longitud inferior al grosor de los listones que utilices.

Consejos:

  • Para mejorar la estabilidad de la plataforma, es necesario que las patas abran más de 90º. Esto lo puedes conseguir fácilmente, sólo debes limar el canto de los listones como se indica en la imagen inferior izquierda.
  • La imagen la puedes ampliar haciendo clic sobre ella. Podrás ver el detalle simbolizado en rojo.

El cohete en la plataforma de lanzamiento

Consejos:

  • Las varillas que hacen de guía, deberás ajustarlas para que sujeten el cohete pero sin apretar.

Imagen de una barrena Definición:

Herramienta manual que se utiliza para realizar perforaciones en la madera.

Ejemplo:

Si necesitas introducir un tornillo en la madera, te va a resultar más fácil si previamente realizamos un pequeño agujero con esta herramienta.

Retor dice Imagen del logo de videoPara terminar, me gustaría  enseñaros  el video de un lanzamiento que se realizó en la 11ª Semana de la Ciencia celebrada en Sevilla en mayo del 2013.

Por último, agradecer a los alumnos y alumnas de 4ºESO de Tecnología del IES Sierra de las Villas de Villacarrillo que hicieron un trabajo excepcional. Por supuesto, dar las gracias al compañero que  se ofreció a realizar la grabación desde el aire con el dron.

¡Adelante video!

Cuando hagáis vuestros lanzamientos, ¡no olvidéis grabarlos!

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