Teoria - Leis de Newton / Hidrostática / Quantidade de movimento

Teoria - Funcionamento do carrinho-foguete

Leis de Newton

Primeira Lei de Newton

A Lei da inércia, proposta por Newton, diz que um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e um corpo em movimento tende a permanecer em constante movimento.

Para tirar o carrinho do repouso, é necessário que seja aplicada nele uma força resultante diferente de zero. Por isso, quando a água é liberada para fora do carrinho, isto gera uma força resultante responsável por tirar o objeto da inércia e movimentá-lo.

Segunda Lei de Newton

De acordo com a segunda lei de Newton:

Força = Massa x Aceleração

Portanto, para o alcançar resultados melhores, ou seja, para o carrinho-foguete percorrer uma distância maior, é necessária aumentar a quantidade de força exercida. Para isso, a garrafa pet deve ser preenchida pela maior quantidade de ar possível, sem que esta estoure. Como a massa do carrinho permanece a mesma, a aceleração aumenta à medida que a força aumenta, e por isso o carrinho deverá ter um bom rendimento.

Terceira Lei de Newton

O movimento gerado pelo carrinho-foguete é explicado pela terceira lei de Newton - Ação e Reação - uma vez que a expulsão da água, que é repelida para fora da garrafa pet pela pressão exercida pelo ar comprimido, gera uma força de mesmo módulo no sentido oposto, fazendo com que o carrinho seja empurrado para frente.

Hidrostática

Para calcular a hidrostática, ou seja, a pressão e o equilíbrio dos líquidos e dos gases dentro da garrafa PET durante o procedimento, utilizamos:

Pressão = Força / Área

Portanto, para maximizar o desempenho do carrinho-foguete, devemos aumentar a pressão dentro da garrafa, pois a área permanece a mesma, e com isso a força resultante aumentará também. Para que a pressão aumente, é necessário colocar dentro da garrafa a maior quantidade de ar possível sem que estoure.

Quantidade de movimento

Quantidade de movimento é a relação entre a massa de um corpo e a sua velocidade adquirida, ou seja:

Q= m.v

A quantidade de movimento presente no carrinho depende de sua massa e sua velocidade. Como a massa  dele permanece sempre constante, quanto maior a velocidade que  ele adquirir, maior é a quantidade de energia presente nele.