Podcast faça você mesmo da NASA: ciência de foguetes | NASA

A ciência de foguetes é baseada em conceitos básicos da ciência, como as Leis do Movimento de Newton. Comece sua pesquisa aqui com as informações básicas da Rocket Science. Mais sobre a ciência de foguetes tem links para outras páginas da NASA que explicam foguetes e ciência de foguetes.

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Um cientista de foguetes explicando os conceitos básicos e a segurança da ciência de foguetes. Lançamentos de diferentes tipos de foguetes.

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Você já ouviu o ditado: "Não é ciência de foguetes?" Algumas pessoas pensam que a ciência de foguetes é um assunto difícil de entender. Quando alguém diz: "Não é ciência de foguetes", quer dizer que algo não é muito difícil. Os cientistas de foguetes são pessoas brilhantes, mas a ciência de foguetes é baseada em conceitos que você provavelmente já entende. Os mesmos conceitos e leis básicas da ciência funcionam tanto em foguetes enormes da NASA quanto em pequenos foguetes de papel.

Partes de um FogueteNão importa o tamanho, todos os foguetes devem ter um corpo, um nariz cônico, barbatanas e um sistema propulsor. O corpo é a seção principal do foguete. Esta seção contém muitos dos componentes eletrônicos necessários para controlar grandes foguetes. A forma aerodinâmica do cone do nariz ajuda a evitar que o ar diminua a velocidade do foguete. As barbatanas ajudam a guiar o foguete para voar em linha reta. Finalmente, o sistema propulsor inclui uma mistura de combustível e um produto químico chamado "oxidante" que libera oxigênio. O combustível e o oxidante queimam juntos para lançar o foguete do solo. Forças em um foguete Quando um foguete está em vôo, quatro forças agem sobre ele: peso, empuxo e as duas forças aerodinâmicas, sustentação e arrasto. A quantidade do peso depende da massa de todas as partes do foguete. O impulso funciona o oposto do peso. O sistema de propulsão do foguete causa empuxo. A aerodinâmica é o ramo da ciência que explica o movimento do ar e as forças sobre os corpos que se movem pelo ar. A sustentação é a força aerodinâmica que funciona em um ângulo de 90 graus em relação à direção do voo. A sustentação não é uma força tão significativa em um foguete quanto em um avião. O arrasto é a força aerodinâmica que atua contra o movimento ascendente do foguete. Então, qual é a ciência por trás dos foguetes?As Leis de Newton As Leis do Movimento de Newton são importantes para a ciência dos foguetes.

Leis de Newton

Também conhecido como

Descrição

Primeira lei do movimento

Lei da inércia Objetos em repouso permanecerão em repouso, e objetos em movimento permanecerão em movimento em linha reta, a menos que uma força desequilibrada aja sobre eles.

Segunda lei do movimento

F = maA força de um objeto é igual a sua massa vezes sua aceleração.

Terceira lei do movimento

Lei da ação e da reação Para cada ação, há uma reação igual e oposta. Essas três leis se aplicam aos foguetes. Primeira Lei: Um foguete permanecerá na plataforma de lançamento até que uma força o lance. Uma vez no espaço, um foguete continuará a se mover, a menos que retrofoguetes sejam disparados para desacelerar o foguete. Segunda Lei: As principais forças que atuam em um foguete em voo são o peso do foguete, o empuxo dos motores do foguete e o arrasto do foguete. se move pelo ar. A qualquer momento, a soma dessas forças é igual à massa atual do foguete vezes a aceleração atual do foguete, ou F=ma. A razão pela qual dizemos "massa atual" é porque, à medida que um foguete queima seu combustível, a massa do foguete diminuirá. Terceira Lei: Um foguete pode decolar de uma plataforma de lançamento apenas quando expele gás de seu motor. O foguete empurra o gás e o gás, por sua vez, empurra o foguete. Empuxo é a força que faz com que o foguete levante. No espaço, os motores de foguete são geralmente chamados de motores de reação porque a lei da reação faz com que a espaçonave se mova em uma direção oposta à direção da pluma de empuxo do motor, que é o gás em expansão vindo da parte traseira do foguete. Centro de Pressão Para que um foguete voe em trajetória reta até seu destino, o foguete deve permanecer estável durante o voo. Um foguete estável é aquele que voa em uma direção suave e uniforme. Um foguete instável voa em um caminho tortuoso, às vezes caindo ou mudando de direção. Foguetes instáveis ​​são perigosos porque não é possível prever para onde irão. Eles podem até virar de cabeça para baixo e de repente voltar diretamente para a plataforma de lançamento. À medida que um foguete voa, ele gira em torno de um ponto chamado centro de gravidade, ou centro de massa. O centro de gravidade é o ponto onde um objeto pode ser perfeitamente equilibrado. Tente isto: Segure um lápis na ponta do dedo. Encontre o ponto onde o lápis está equilibrado e não oscila. Esse ponto é o centro de gravidade. É a localização média do peso de um objeto. O centro de pressão é a localização média das forças de arrasto. Como o arrasto é uma força aerodinâmica, o centro de pressão só existe quando o ar passa por um foguete em voo. Para um foguete ser estável, o centro de pressão deve estar atrás do centro de gravidade. Para um foguete modelo, você pode fazer ajustes para tornar seu foguete mais estável. Uma maneira de tornar seu foguete mais estável é aumentar o tamanho das aletas ou movê-las mais para a parte traseira do foguete. Essas ações moverão o centro de pressão para trás. Outra maneira de melhorar a estabilidade do foguete é adicionar peso ao cone do nariz, que moverá o centro de gravidade em direção à extremidade dianteira do foguete. Ambos os métodos funcionam porque aumentam a distância entre o centro de gravidade e o centro de pressão. Foguetes profissionais maiores têm sistemas de controle para ajudá-los a se manterem estáveis. Mas a ciência dos foguetes é basicamente a mesma para todos os foguetes. Os princípios usados ​​para construir um foguete modelo, um foguete de papel ou um foguete de garrafa de plástico são os mesmos que a NASA usa para construir foguetes que transportam humanos e carga para o espaço.