Cálculo da Força do Foguete

Em uma de nossas aulas de física, nosso professor nos passou um questionário no qual uma das perguntas era qual a força do nosso foguete a água. Para realizarmos a conta, utilizamos a fórmula:

Sendo:

P = pressão, em Pa

F = força aplicada, em N

A = área, em m²

Modificando um pouco a fórmula, temos: P × A = F

Para obter-se a pressão, basta olhar o manômetro da bomba enquanto o foguete é testado. Quando fizemos o cálculo, no entanto, preferimos utilizar o valor indicado por nosso professor, que é a média das pressões geralmente realizadas. Assim, P = 100 psi

1 psi ≈ 6894,75 N/m² (Pa)

100 psi ≈ 689475 N/m² (Pa)

A área nós descobrimos medindo o perímetro da garrafa, que deu aproximadamente 22 cm.

P = 2πR

22 ≈ 2 × 3,14 × R

22 ≈ 6,28 × R

R ≈ 3,5 cm ou 0,035 m

A = πR²

A ≈ 3,14 × 0,035²

A ≈ 3,14 × 0,001225

A ≈ 0,0038465 m²

P × A = F

689475 × 0,0038465 ≈ 2652,0655875

F ≈ 2652 N

Considerando que F = m × a e que a na Terra é aproximadamente 10 m/s, essa força exercida em nosso projeto é a mesma exercida por um corpo de massa 265,2 kg! Essa é a massa que leões ou tigres machos adultos podem atingir, por exemplo.  

Assim, percebe-se que a força exercida no momento do lançamento é muito grande e por isso é tão importante seguirmos corretamente as orientações de segurança indicadas por nosso professor. Por exemplo: devemos manter no mínimo 3 metros de distância do foguete, usar algo pesado para que a base não se solte na hora do lançamento, garantir que a válvula está funcionando caso a pressão precise ser retirada da garrafa, etc.

Obs.: Os valores estão aproximados, por isso os resultados podem variar um pouco.